Tesis autoritzades per defensa

ADMINISTRACIÓ I DIRECCIÓ D'EMPRESES

• HINOJOSA I RECASENS, JOSEP DOMINGO: Investigación sobre la persistencia, el cambio y la materialidad de la identidad organizacional: entrevistas a expertos y el caso de una empresa centenaria
  
  Autor/a: HINOJOSA I RECASENS, JOSEP DOMINGO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ADMINISTRACIÓ I DIRECCIÓ D'EMPRESES
  Departament: Departament d'Organització d'Empreses (OE)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 05/03/2024
  Data de lectura: 30/05/2024
  Hora de lectura: 11:30
  Lloc de lectura: Lectura públicaa l' Aula 28.8 de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)- UPC
  Director/a de tesi: SUNYER TORRENTS, ALBERT
  Tribunal:
       PRESIDENT: GARCÍA ÁLVAREZ, MARIA ERCILIA
       SECRETARI: PONS PEREGORT, OLGA
       VOCAL: SELVA OLID, CLARA
  Resum de tesi: ContextoEsta tesis investiga la identidad de las organizaciones, su persistencia y cambio y la relación de la identidad con los objetos materiales. La identidad organizacional es lo que los miembros de una organización responden cuando se preguntan ¿quiénes somos? y ¿qué hacemos? Como organización. Como tema de estudio, la identidad organizacional ha ido ganando relevancia en las últimas décadas, sobre todo desde que los autores Albert y Whetten (1985) establecieran las primeras bases consideradas de carácter académico para caracterizar este concepto mediante los atributos que debe tener la identidad: centralidad, durabilidad y diferenciación. Esta caracterización recibió la aceptación de la comunidad científica y durante años no se cuestionó, aún hoy se considera relevante. La identidad organizacional es un tema amplio y complejo que ha sido explorado por diversos autores desde una perspectiva metodológica cualitativa. La identidad puede evolucionar a medida que se reinterpretan las prácticas y los discursos en la organización. Algunos autores consideran que la identidad es dinámica y que puede cambiar a medida que la cultura organizacional evoluciona. En esta tesis desarrollamos una investigación exploratoria sobre el concepto de la identidad organizacional prestando especial atención a cómo la identidad puede adaptarse, cambiar y ser representada mediante objetos materiales. En concreto, esta tesis se ha estructurado en base a dos líneas de investigación: La primera línea de investigación estudia la persistencia de la identidad de las organizaciones y sus cambios a lo largo del tiempo, la segunda línea explora las posibles relaciones entre la identidad de las organizaciones y los artefactos materiales.JustificaciónQueda un interesante camino por recorrer en la investigación sobre la identidad organizacional.Actualmente, la identidad organizacional forma parte de los debates estratégicos y de los planes de comunicación de muchas organizaciones, poniendo en valor la notable importancia de este concepto que puede considerarse el propio ADN de una organización. El propósito de esta investigación es profundizar en la comprensión de la identidad de las organizaciones explorando cómo se comporta cuando se producen cambios ambientales, nuevas estrategias y diferentes situaciones en que la identidad se somete a tensiones internas o externas. Por último, esta tesis desarrolla un estudio de caso único en profundidad que explora las relaciones entre la identidad de una organización centenaria y algunos de sus artefactos materiales.AportacionesEste estudio ha demostrado que los objetos físicos son parte de un sistema de identidad que, incluidos a otros elementos intangibles, como la comunicación verbal y los relatos narrativos, respaldan, representan y comunican la identidad organizacional a lo largo del tiempo. Los resultados obtenidos en esta investigación han conducido a completar la literatura sobre la influencia y el uso de los objetos materiales en la identidad de las organizaciones. El estudio de caso en profundidad ha mostrado, que el uso de objetos físicos se ha utilizado para respaldar, representar y comunicar la identidad organizacional. El proceso de inducción de los datos ha caracterizado tres categorías diferentes de objetos físicos que aportan significados identitarios: artefactos primigenios, marcadores de identidad y artefactos creados ad hoc. Este trabajo brinda una emocionante oportunidad para que futuras investigaciones amplíen estos resultados al examinar la persistencia, el cambio y la materialidad de la identidad en otros contextos y sectores.
  

ARQUITECTURA DE COMPUTADORS

• FERRIOL GALMÉS, MIQUEL: Network modeling using graph neural networks
  
  Autor/a: FERRIOL GALMÉS, MIQUEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CABELLOS APARICIO, ALBERTO | BARLET ROS, PERE
  Tribunal:
       PRESIDENT: PESCAPÈ, ANTONIO
       SECRETARI: ARIAS VICENTE, MARTA
       VOCAL: RÉTVÁRI, GÁBOR
  Resum de tesi: El modelatge de xarxes és fonamental en el camp de les xarxes informàtiques. Els models són útils per investigar nous protocols i mecanismes, permetent als administradors estimar el seu rendiment abans del seu desplegament real a les xarxes de producció. Els models de xarxa també ajuden a trobar configuracions de xarxa òptimes, sense necessitat de provar-les a les xarxes de producció.Sens dubte, la manera més freqüent de construir aquests models de xarxa és mitjançant l'ús de metodologies de simulació d'esdeveniments discrets (DES) que proporcionen una precisió excel·lent. Els simuladors de xarxa d'última generació inclouen una àmplia gamma de protocols de xarxa, transport i encaminament, i són capaços de simular escenaris realistes. Tanmateix, això comporta un cost computacional molt elevat que depèn linealment del nombre de paquets que s'estimulen. Com a resultat, són poc pràctics en escenaris amb volums de trànsit realistes o topologies grans. A més, i com que són computacionalment costosos, no funcionen bé en escenaris en temps real.Una altra alternativa de modelització de xarxes és la teoria de la cua (QT) on les xarxes es representen com a cues interconnectades que s'avaluen analíticament. Tot i que QT soluciona la principal limitació del DES, imposa supòsits forts sobre el procés d'arribada de paquets, que normalment no es compleixen a les xarxes reals.En aquest context, l'aprenentatge automàtic (ML) ha sorgit recentment com una solució pràctica per aconseguir models basats en dades que poden aprendre models de trànsit complexos alhora que són extremadament precisos i ràpids. Més concretament, les xarxes neuronals de gràfics (GNN) han sorgit com una excel·lent eina per modelar dades estructurades en gràfics que mostren una precisió excepcional quan s'apliquen a xarxes d'ordinadors.Aquesta tesi pretén ser un pas endavant en l'aplicació de les xarxes neuronals de gràfics per al modelatge de xarxes. Tanmateix, encara persisteixen alguns reptes:1. Cues i polítiques de programació: modelar cues, polítiques de programació i mapes de qualitat de servei (QoS) dins de les arquitectures GNN suposa un altre repte, ja que aquests elements són fonamentals per al comportament de la xarxa.2. Models de trànsit: modelar amb precisió patrons de trànsit realistes, que presenten una forta autocorrelació i cues pesades, segueix sent un repte per a les solucions basades en GNN.3. Entrenament i generalització: els models ML, incloses les GNN, requereixen dades d'entrenament representatives que cobreixen diversos escenaris operatius de la xarxa. La creació d'aquests conjunts de dades a partir de xarxes de producció reals és inviable, ja que requereix bancs de proves controlats. El repte rau a dissenyar GNN capaços d'estimar amb precisió en xarxes no vistes, que abastin diferents topologies, trànsit i configuracions.4. Generalització a xarxes més grans: les xarxes del món real sovint són significativament més grans que els bancs de proves. Escalar les GNN per gestionar xarxes amb centenars o milers de nodes és un repte urgent, que requereix aprofitar el coneixement de la xarxa específic del domini i enfocaments arquitectònics nous.Aquesta tesi representa un pas endavant en l'aprofitament de les xarxes neuronals de grafs per al modelatge de xarxes, amb un enfocament a abordar aquests reptes crítics.
  
• MATSUMURA, KAZUAKI: Advancing the state of the art of directive-based programming for GPUs: runtime and compilation
  
  Autor/a: MATSUMURA, KAZUAKI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 20/03/2024
  Data de lectura: 02/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Room E101 - Building C6 - Campus Nord - Barcelona - FIB
  Director/a de tesi: PEÑA MONFERRER, ANTONIO JOSE
  Tribunal:
       PRESIDENT: CASTELLÓ GIMENO, ADRIÁN
       SECRETARI: AYGUADÉ PARRA, EDUARD
       VOCAL: EL HAJJ, IZZAT
  Resum de tesi: El desenvolupament ràpid de la tecnologia informàtica ha aplanat el camí perquè els models deprogramacióbasats endirectives exerceixin un paper principal en el manteniment de la portabilitat del programari d'aplicacions de rendimentcrític.Elsesforços en aquests models impliquen un cost d'enginyeria mínim per permetre l'acceleració computacional enmúltiplesarquitectures, mentre que als programadors només cal afegir metainformació al codi seqüencial. Tot i això, les optimitzacionsperobtenir la millor eficiència possible solen ser un desafiament. La inserció de directives per part del programador pot provocarefectes secundaris que limitin la possible optimització disponible del compilador, cosa que podria provocar unadegradaciódelrendiment. Això s'agreuja quan s'apunta a l'execució asincrònica o sistemes multi-GPU, ja que els pragmes no s'adaptenautomàticament a aquests mecanismes i requereixen ajustaments de codi costosos i que requereixen molt de temps per partdels programadors. A més, els models de programació basats en directives com OpenACC i OpenMP sovint impedeixen que elsprogramadors facin optimitzacions addicionals per aprofitar les característiques arquitectòniques avançadesde les GPUperquèel càlcul real generat és ocult per al desenvolupador de l'aplicació.Aquesta dissertació explora noves possibilitats per optimitzar el codi basat en directives tant des de la perspectiva del tempsdexecució com de la compilació. Primer presentem un marc d'execució per a OpenACC per facilitar l'anàlisi i lacompilaciódinàmica. Especialment, el nostre marc realitza una execució asincrònica automàtica i un ús demúltiplesGPU segons l'estatd'execució del nucli i la disponibilitat de dades, mentre aprofita un mecanisme sobre la marxa per a lacompilaciói l'optimitzaciódel programa. Agreguem un mètode versàtil de traducció de codi per a la utilització de múltiples dispositiusmitjançantel qual lesaplicacions optimitzades manualment es poden distribuir automàticament mantenint l'estructura i el paral·lelismedel codioriginal.En segon lloc, implementem una nova tècnica d'optimització flexible que opera inserint una fase d'emulador de codi al final delprocés de compilació. La nostra eina emula el codi generat mitjançant anàlisi simbòlica en substituir informació dinàmicaiaixípermetre que s'apliquin més optimitzacions de codi de baix nivell. Implementem la nostra eina per admetre les directives CUDA iOpenACC com a interfície del procés de compilació, cosa que permet optimitzacions de GPU de baix nivell per a OpenACC queabans no eren possibles. En tercer lloc, us proposem l'ús d'una tècnica d'optimització moderna, lasaturaciód'igualtat, peroptimitzar el codi seqüencial utilitzat a la programació basada en directives per a GPU. El nostre enfocament aconsegueixmenys computació, menys accés a la memòria i un alt rendiment de la memòria simultàniament. El nostre marc totalmentautomatitzat construeix la forma SSA a partir d'entrades que es reescriuran completament mantenint lesdependènciesi extraientcasos òptims. En general, cobrim tècniques de temps dexecució i mètodes doptimització basats eninformació dinàmica,operacions de baix nivell i oportunitats a nivell dusuari.
  
• NESTOROV, ANNA MARIA: Optimizing serverless architectures for data-intensive analytics workloads
  
  Autor/a: NESTOROV, ANNA MARIA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/03/2024
  Data de lectura: 03/05/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: Sala C6-E101 - Facultat d'Informàtica de Barcelona (FIB)
  Director/a de tesi: CARRERA PÉREZ, DAVID | BERRAL GARCÍA, JOSEP LLUÍS
  Tribunal:
       PRESIDENT: SANCHEZ ARTIGAS, MARC
       SECRETARI: GUITART FERNANDEZ, JORDI
       VOCAL: TAHERKORDI, AMIRHOSEIN
  Resum de tesi: Recentment, la informàtica sense servidor ha captat l'atenció de l'acadèmia i la indústria pel seu aprovisionament de recursos a demanda, permetent als usuaris centrar-se exclusivament en la seva lògica de negoci principal descomponint les tasques en petites funcions sense estat.La informàtica sense servidor ofereix avantatges com un model de cost 'pagament segons l'ús', major flexibilitat i escalat automàtic transparent dels recursos.Los investigadors estan explorant cada vegada més el potencial de la informàtica sense servidor en anàlisis complexos i intensius en dades. Aquestes tasques, pesades en recursos i altament paralleles, involucren comunicacions significatives entre funcions. No obstant això, aquest canvi presenta reptes, requerint una alineació amb les necessitats i restriccions específiques d'aquestes aplicacions. Aquesta tesi demostra que és possible executar eficientment càrregues de treball modernes d'anàlisis intensius en dades, tradicionalment desplegades en clústers gestionats a la núvol, dins d'entorns d'informàtica sense servidor utilitzant comunicació directa entre funcions i polítiques d'assignació de recursos optimitzades en rendiment i costos. Per demostrar aquesta tesi, primerament construïm un model de rendiment per a càrregues de treball sense servidor, considerant el compartiment de dades, el volum i les tecnologies de comunicació. El model, amb un error relatiu del 5,52%, avalua el rendiment d'una càrrega de treball representativa en entorns sense servidor, analitzant la granularitat i la concurrencia de tasques, la localització de les dades, l'assignació de recursos i les polítiques de planificació. Els nostres resultats indiquen que el rendiment de les càrregues de treball d'anàlisis intensius en dades pot ser fins a 4,32x més ràpid depenent de com estiguin desplegats.A continuació, presentem Floki, un sistema de reenviament de dades que aborda el coll d'ampolla de l'emmagatzematge centralitzat. Permet la comunicació directa entre parelles de funcions productor-consumidor utilitzant mètodes de comunicació de mida fixa, permetent la transferència de dades transparent i reduint la còpia de dades de xarxa. Aquest enfocament orientat al flux de treball millora el rendiment i minimitza els requisits de recursos sense restringir la ubicació de les funcions. La avaluació experimental, realitzada en els patrons de comunicació principals en sistemes distribuïts, mostra que Floki redueix el temps de punta a punta fins a 74,95x, disminuint el temps més extens de compartició de dades de 12,55 a 4,33 minuts, estalviant gairebé dos terços del temps. A més a més, Floki aconsegueix fins a 50.738x d'estalvi de recursos, equivalent a una assignació de memòria d'aproximadament 1,9MB en lloc d'una assignació d'emmagatzematge d'objectes de 96GB.Finalment, investiguem com aconseguir una utilització eficient dels recursos en els entorns moderns sense servidor i proposem Dexter, un nou gestor d'assignació de recursos, aprofitant l'elasticitat de la informàtica sense servidor. Dexter monitoritza de manera contínua l'execució de l'aplicació, assignant dinàmicament recursos a un nivell de granularitat fina combinant estratègies predictives i reactives per garantir l'eficiència en rendiment-costos (optimitzant el cost total de temps d'execució). A diferència dels models de Machine Learning (ML) de caixa negra, Dexter arriba a una solució prou bona, prioritzant la simplicitat, la generalitat i la facilitat d'entendre. L'avaluació experimental demostra que la solució aconsegueix una reducció de costos significativa de fins a 4,65x, mentre millora l'eficiència dels recursos fins a 3,50x, en comparació amb l'assignació de recursos per defecte de Spark sense servidor. Dexter també permet fins a 5,71x de estalvis de recursos. Dexter és una solució robusta per a càrregues de treball noves , aconseguint una eficiència de rendiment-costos fins a 2,
  

AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ

• MARTÍ SAUMELL, JOSEP: Agile aerial manipulation: an approach based on full-body dynamics and model predictive control
  
  Autor/a: MARTÍ SAUMELL, JOSEP
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (IRI)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 26/03/2024
  Data de lectura: 30/04/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala de Juntes de la Facultat Matemàtiques i Estadística (FME) de la UPC, C/Pau Gargallo, 14, 08028 Barcelona
  Director/a de tesi: SANTAMARIA NAVARRO, ANGEL | SOLÀ ORTEGA, JOAN
  Tribunal:
       PRESIDENT: MANSARD, NICOLAS
       SECRETARI: MORCEGO SEIX, BERNARDO
       VOCAL: LIPPIELLO, VINCENZO
  Resum de tesi: Els manipuladors aeris, els quals normalment prenen la forma de multirotors amb extremitats robòtiques afegides, utilizen aquestes extremitats per tasques purament de manipulació i, en canvi, no les fan servir durant la locomoció aèria. A més, solen tenir un moviment lent. Aquesta tesi té per objectiu millorar l¿agilitat dels manipuladors aeris aprofitant la seva extremitat per afavorir el moviment del robot. Aquest objectiu implica investigar varis modes d¿utilitzar l¿extremitat: com una cua per locomoció aèria, com un braç per manipulació aèria, o com una cama per fer una locomoció híbrida aèria i per contactes. La present tesi contribueix en dos aspectes concrets: 1. Generació i control de trajectòries àgils per manipuladors aeris, 2. Disseny i construcció d¿un manipulador aeri especialitzat en executar moviment àgils.La generació de moviments àgils requereix la predicció del moviment del robot considerant la seva dinàmica, de tal manera que poguem utilitzar aquesta dinàmica per afavorir el seu moviment. Així, podem aconseguir maniobres complexes amb una relativa facilitat. El control òptim és una tècnica de generació de trajectòries que compleix amb aquests requirements i que és central en aquesta tesi. Codifiquem les tasques del robot mitjançant les funcions de cost del problema de control òptim i fem servir la dinàmica de cost complet com a restriccions dinàmiques. Pel que fa al control, fem servir tècniques de control predictiu basades en models (MPC). Per obtenir la comanda de control, un controlador MPC soluciona el problema de control òptim en el qual hem codificat la trajectòria àgil. Després, aplica la primera comanda de la trajectòria de control solució del problema. Un controlador MPC requereix solucionar el problema de control òptim a la freqüència de control, és a dir, en pocs milisegons. Aquest fet ens obliga a utilitzar solucionadors especialitzats i ràpids basats en el principi de la programació dinàmcia, com els solucionadors de programació dinàmica diferencials (DDP). En la seva forma original, aquests solucionadors no poden considerar els límits del control. Aquests límits son importants per poder crear trajectòries compatibles amb un robot real. Per afrontar aquest problema, proposem dos mètodes basats en DDP per tal de considerar els límits del control: un és basat en una sigmoide, i l¿altre es base en un mètode de projecció. Tot i usant aquests solucionadors especialitzats, encara tenim dificultats per aconseguir la freqüencia de solució desitjada i ens veiem obligats a reduir l¿horitzó de l¿MPC. Aquesta reducció afecta la capacitat de predicció del controlador i compromet l¿acompliment de les tasques, especialment aquelles que requereixen l¿elaboració d¿una maniobra complexa. Per superar aquest obstacle, en aquesta tesi, proposem d¿actualitzar la funció de cost terminal de l¿MPC amb una funció que codifica la part de la trajectòria que es manté fora de l¿horitzó del controlador. Referent al disseny del robot, executar moviments àgils esdevé complicat amb els manipuladors aeris existents, els quals són formats generalment per multirotors de grans dimensions, i amb extremitats rígides i amb elevades relacions de transimissió. En aquesta tesi, presentem el Borinot, una plataforma aèria d¿accés obert dissenyada per fer recerca en locomoció àgil i híbrida fent servir el vol i els contactes. Aquesta plataforma consta d¿un hexarotor àgil i potent que pot acomodar extremitats controlades per parell de diversa morfologia, permetent el control dinàmic de cos complet. A més, presentem experiments amb aquest robot demostrant diferents trajectòries àgils.A més de les contribucions esmentades, aquesta tesi contribueix en altres àrees que són necessàries per l¿operació del robot. Aquestes àrees inclouen la identificaió dels paràmetres dinàmics del model basada en l¿estimació per factor
  
• ORTI NAVARRO, JOAN: The Surface Defect Identification Problem in The Industry: A Novel Approach with Semantic Segmentation and Generative Adversarial Networks
  
  Autor/a: ORTI NAVARRO, JOAN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 18/03/2024
  Data de lectura: 10/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala Actes de la Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME), Campus Diagonal Sud, Carrer de Pau Gargallo, 14, 08028 Barcelona
  Director/a de tesi: MORENO NOGUER, FRANCESC D'ASSIS | PUIG CAYUELA, VICENÇ
  Tribunal:
       PRESIDENT: SERRATOSA CASANELLES, FRANCESC ASSIS
       SECRETARI: GRAU SALDES, ANTONI
       VOCAL: VENTURA ROYO, CARLES
  Resum de tesi: L'inspecció superficial de les superfícies recobertes a la indústria automobilística, tradicionalment ha estat un procés manual a càrrec d'operadors amb ull avesat, responsables d'inspeccionar tot el cos del cotxe. No obstant això, com es pot deduir, les inspeccions manuals sovint manquen de repetitivitat i fiabilitat, molt desitjades en un sector tan estricte. La visió per ordinador ha abordat aquest problema amb els primers sistemes automatitzats de detecció de defectes, assenyalant els defectes en el cos del cotxe i la seva mida. Tanmateix, ja que aquests sistemes estan limitats només a la detecció, l'operador encara és responsable d'etiquetar adequadament els defectes per a la seva posterior reparació. A més, hi ha una manca de traçabilitat entre el procés i els propis defectes, el que retarda la identificació de les causes arrel de les instal·lacions defectuoses del taller de pintura.En aquesta tesi, abordem el problema multidisciplinari de la identificació de defectes en superfícies especulars, amb dues línies de recerca principals. En la primera, hem desenvolupat un nou enfocament d'il·luminació basat en lallum difusa indirecta, en contrast amb la reflexió especular convencional. Juntament amb una càmera d'alta resolució, hem demostrat una millora significativa en la identificació de defectes, en comparació amb els sistemes existents. Aquests resultats han estat avaluats amb auditors especialitzats de la fàbrica de SEAT Martorell.La segona línia de recerca, orientada a la visió per ordinador, explora les possibilitats d'implementar una solució d'aprenentatge profund per a la identificació de defectes industrials. Hem desenvolupat un model ràpid i fiable d'agregació de context, que presenta convolucions dilatades i connexions residuals entre capes oposades. Aquest model es complementa seguint una combinació de funcions de cost entre classificació i segmentació, per a un entrenament més adequat. A més, per fer front a les freqüents desigualtats de classes en els conjunts de dades industrials, hem desenvolupat una estratègia d'augmentació d'imatges amb un retallat guiat, basada en retallar defectes reals aleatòriament a imatges no defectuoses, per generar noves mostres sintètiques. Els resultats indiquen que la combinació d'aquest model amb aquesta estratègia d'augmentació supera models de segmentació ben coneguts.Finalment, en situacions de manca de dades, hem recorregut a mètodes de síntesi d'imatges per generar noves mostres falses. Models com Pix2pix han demostrat ser capaços de generar imatges gairebé reals, ajudant al model de segmentació a convergir més ràpidament que amb la tècnica d'augmentació d'imatges amb guia de retallada anterior. Més endavant, aquest mètode generatiu serà superat per un de més sofisticat, que incorpora capes de normalització adaptatives espacialment i ajuda a sintetitzar imatges fins i tot sense un codificador. En general, hem demostrat bones capacitats en múltiples conjunts de dades industrials.
  

BIOINFORMÀTICA

• CABRERA PASADAS, MÓNICA: Exploring the impact of p53 activation on spatio-temporal genome topology
  
  Autor/a: CABRERA PASADAS, MÓNICA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: BIOINFORMÀTICA
  Departament: Departament d'Estadística i Investigació Operativa (EIO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 27/10/2023
  Data de lectura: 09/07/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: Sala d'Actes de l'FME, Edifici U, Campus Sud
  Director/a de tesi: JAVIERRE MARTINEZ, BIOLA M | VALENCIA HERRERA, ALFONSO
  Tribunal:
       PRESIDENT: MARTI-RENOM, MARC A
       SECRETARI: DELICADO USEROS, PEDRO FRANCISCO
       VOCAL: RAMOS RODRIGUEZ, MIREIA
       VOCAL NO PRESENCIAL: GÓMEZ MELIS, GUADALUPE
       VOCAL NO PRESENCIAL: STIK, GREGOIRE
  Resum de tesi: El año en que comencé este doctorado (2019) fue el 40 aniversario del descubrimiento de p53 y el 30 aniversario de su caracterización como supresor de tumores. Aproximadamente, la mitad de los cánceres humanos son portadores de mutaciones o deleciones del gen p53, mientras que la otra mitad presentan alteraciones en la vía de señalización de p53. Sin embargo, a pesar de décadas de investigación exhaustiva, los mecanismos moleculares precisos que sustentan la regulación génica mediada por p53 y su eficacia supresora de tumores siguen estando parcialmente clarificados.En condiciones de estrés no genotóxico u oncogénico, la proteína MDM2 promueve la ubiquitinación y la degradación de p53 mediada por el proteasoma, manteniendo niveles celulares bajos. Sin embargo, en caso de estrés celular, la interacción p53-MDM2 se interrumpe, lo que lleva a la acumulación y activación de p53. Una vez activo, p53 promueve decisiones críticas sobre la célula, como la detención del ciclo celular, la apoptosis o la senescencia, mediante la transactivación de una serie de genes diana, lo que conduce a una regresión tumoral efectiva. Por consiguiente, la pérdida de funcionalidad de p53 está intrínsecamente ligada a la susceptibilidad al cáncer, lo que hace de p53 un candidato atractivo para las intervenciones terapéuticas contra el cáncer. Los elementos cis-reguladores dominan la expresión génica mediante el control de la transcripción en dimensiones temporales y espaciales. Sin embargo, no se conocen bien los mecanismos por los que p53 interviene en el genoma en el contexto de la organización de la cromatina tridimensionalmente para activar la transcripción.Esta tesis doctoral investiga la capacidad de p53 para reconfigurar la organización del genoma y gobernar la regulación transcripcional induciendo alteraciones en la estructura del genoma. La hipótesis de esta tesis es que p53 ejerce su influencia modulando las conexiones físicas entre elementos reguladores, enhancers y promotores génicos, mediante la manipulación de la organización del ADN.Para evaluar rigurosamente esta proposición, se ha hecho una investigación de la activación de p53 en líneas celulares HCT116 lograda mediante la inhibición farmacológica de MDM2 con el fármaco Nutlin-3a. Este enfoque integra sinérgicamente diversos conjuntos de datos ómicos, que abarcan las metodologías de Hi-C, Promoter Capture Hi-C, RNA-seq y ChIP-seq. El análisis revela que la activación de p53 genera modificaciones directas e indirectas en la arquitectura del genoma, que se manifiestan a los pocos minutos de su inducción. Al descifrar el nexo entre la organización tridimensional del genoma y la regulación transcripcional impulsada por p53, esta tesis aspira a contribuir a desentrañar vías de intervención terapéutica en el ámbito del tratamiento del cáncer.
  

CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS

• GORDON POZUELO, SANDRA: Mechanical integrity of coated PcBN systems: Mechanics and mechanisms involved under service-like conditions
  
  Autor/a: GORDON POZUELO, SANDRA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS
  Departament: (CEM)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 19/02/2024
  Data de lectura: 10/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: EEBE (Escola d'Enginyeria Barcelona Est), Aula A2.14, planta 2, Campus Diagonal-Besòs
  Director/a de tesi: LLANES PITARCH, LUIS MIGUEL | ROA ROVIRA, JOAN JOSEP
  Tribunal:
       PRESIDENT: MARI, DANIELE
       SECRETARI: FARGAS RIBAS, GEMMA
       VOCAL: BOTERO VEGA, CARLOS ALBERTO
  Resum de tesi: El nitrur de bor cúbic policristal·lí (PcBN) és un material compost competitiu per a eines de tall que ofereix un excel·lent rendiment en el mecanitzat de materials difícils de tallar (ex. acers temprats, superaliatges, etc.). En la pràctica, el PcBN es recobreix amb una prima capa ceràmica per a evitar o diferir l'aparició de la tribooxidació i el desgast abrasiu. Encara que no hi ha una opinió consolidada sobre els beneficis dels recobriments en PcBN, la bibliografia majorment coincideix en el seu ús en operacions de tornejat dur. La recerca majoritàriament avalua el rendiment funcional de l'eina i els mecanismes de desgast, mentre que la informació relativa a la ciència dels materials del PcBN i del PcBN recobert, comprenent la correlació microestructura - propietats mecàniques, és bastant limitada. En aquest sentit, aquesta tesi se centra en estudiar la duresa, tenacitat a la fractura i resistència al desgast; propietats mecàniques clau que controlen la integritat mecànica i la fiabilitat de l'eina i que estan relacionades amb la resposta de contacte, la resistència a la fractura i la vida útil efectiva de l'eina, respectivament. En primer lloc, s'estudien i caracteritzen quatre substrats diferents dels sistemes de PcBN recoberts, incloent-hi el desenvolupament de protocols de caracterització i assaig. Per a això, la tomografia de feix d'ions focalitzats i la reconstrucció d'imatges en 3D es va utilitzar per a estudiar les característiques microestructurals d'una qualitat de PcBN amb alt contingut en cBN i lligant metàl·lic. Aquest és un mètode potent i útil per a conèixer i comprendre en profunditat les característiques microestructurals dels materials composts de PcBN. Després, es va avaluar les propietats micromecàniques, ja que són clau per a optimitzar el rendiment mitjançant el disseny microestructural. S'implementa amb èxit la nanoindentación d'alta velocitat per a caracteritzar i correlacionar la microestructura amb les propietats mecàniques locals d'aquests materials durs i rígids; utilitzant dues metodologies diferents, 1D i 2D Gaussiana, per a deconvolucionar estadísticament les dades. S'observa que la duresa està relacionada amb el contingut de cBN. Es va emprar un mètode a major escala per a avaluar la resposta a càrregues de contacte. Els graus amb major contingut de cBN i lligant metàl·lic, presenten una major resistència a la nucleació d'esquerdes i una transició més gradual a través dels diferents escenaris de dany degut a la seva major duresa i tenacitat a la fractura. Quant als mecanismes d'enduriment de la fractura, la trajectòria de l'esquerda canvia de propagar a través del lligant ceràmic a la fractura transgranular de les partícules de cBN, en augmentar el contingut de cBN. Molt interessant, la tenacitat a la fractura augmenta per la interacció de l'esquerda amb límits subgranulars o maclats intrínsecs de les partícules individuals de cBN, així com per la desviació de l'esquerda a través de les nanopartícules de cBN disperses en el lligant. Posteriorment, es va caracteritzar diferents sistemes de PcBN recobert (amb diferent naturalesa química i voltatge de polarització), en termes de resistència d'adhesió del recobriment i integritat mecànica dels sistemes recoberts en funció de la microestructura del substrat de PcBN. La resposta mecànica del sistema recobert, avaluada mitjançant indentación Rockwell C i assajos de ratllat, depèn en gran manera de la microestructura del substrat subjacent i, per tant, de la seva correlació intrínseca entre duresa i tenacitat. Finalment, es van utilitzar plaquetes de PcBN recobertes per a fresar un acer per a eines de treball en fred. Es va proposar com un estudi exploratori del rendiment de fresat dels sistemes de PcBN recobert per a avaluar l'inici de la fallada del recobriment sense implicar l'aparició d'altres fenòmens de desgast (e.j. els tèrmics).
  
• JOHANSSON, LINH HA HUONG LOVISA: 3D-printed biomimetic bone grafts: Clinical validation and improvement strategies
  
  Autor/a: JOHANSSON, LINH HA HUONG LOVISA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS
  Departament: (CEM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 26/03/2024
  Data de lectura: 06/05/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: EEBE (Escola d'Enginyeria Barcelona Est), Aula A0.02, Edifici A, planta 0, Campus Diagonal-Besòs.
  Director/a de tesi: GINEBRA MOLINS, MARIA PAU | RAYMOND LLORENS, SANTIAGO
  Tribunal:
       PRESIDENT: MONTERO MARTÍN, JAVIER
       SECRETARI: DÍEZ ESCUDERO, ANNA
       VOCAL: OLDE DAMINK, LEON
  Resum de tesi: Els defectes ossis suposen una càrrega assistencial i una despesa socioeconòmica important i, per tant, hi ha una clara necessitat de desenvolupar noves estratègies d'empelt ossi que tinguin en compte les propietats fisicoquímiques de l'os autòleg per aconseguir tractar els defectes ossis d'una manera més eficaç. Els autoempelts són considerats la opció de referència pel seu excel·lent rendiment biològic. Malgrat això, presenta greus inconvenients ja que requereixen d¿una cirurgia addicional per a obtenir- los. Per aquest motiu, les comunitats industrial i científica s'han centrat en el desenvolupament de d'empelts ossis sintètics, aprofitant la facilitat de control químic, estructural i geomètric. La present tesi doctoral es centra en el desenvolupament d'empelts ossis biomimètics personalitzats, incloent la validació clínica i el desenvolupament de noves formulacions de materials amb un millor comportament mecànic. El capítol 1 dóna una visió global de l¿estat de l¿art de la regeneració òssia i els materials utilitzats com a substituts ossis, posant èmfasi en la necessitat de desenvolupar empelts ossis sintètics personalitzats innovadors. Aquest capítol ofereix una revisió de les tècniques de fabricació additiva i els materials ceràmics utilitzats més freqüentment en l'enginyeria de teixits ossis i les seves estratègies de consolidació. Es presenta la seva transferència a l¿entorn clínic, focalitzant-se en els fosfats de calci i en MimetikOss® 3D. El capítol 2 es centra en avaluar el comportament clínic de l'empelt ossi ceràmic imprès en 3D MimetikOss® 3D en un augment vestibular horitzontal. Aquests empelts ossis permeten un encaix perfecte en el lloc quirúrgic sense cap necessitat de fresat addicional, la qual cosa redueix el temps de cirurgia en comparació amb altres tècniques de regeneració òssia (regeneració òssia guiada, blocs estandarditzats). L'empelt ossi està completament osteointegrat i els seus macropors són colonitzats per l'os 10 mesos després de la cirurgia sense signes d'encapsulació. S'aconsegueix una reconstrucció estable en volum, que resulta en una restauració completa del gruix original de la cresta òssia. Els implants dentals es col·loquen sense necessitat de reempeltar i es mantenen estables després d¿1 any, demostrant l¿eficàcia clínica d'aquests empelts ossis en reconstruccions òssies vestibulars. En el capítol 3 s¿estudien diferents maneres d¿incorporar PLGA, com a lligant o com a recobriment, a bastides impreses en 3D, aprofitant el seu enduriment a baixa temperatura, per tal de millorar el seu comportament mecànic. L¿addició de PLGA millora significativament la tenacitat de l¿estructura (increment de 2.6 i 4.2 vegades en flexió incorporant el PLGA com a lligant i com a recobriment, respectivament; i una millora de 8 i 1.6 vegades en compressió, respectivament), alhora que es conserva la viabilitat cel·lular in vitro que presenta el producte MimetikOss® 3D (amb cèl·lules MG-63 i hMSC). La configuració amb PLGA com a lligant és la millor opció pel que fa a la millora en el comportament mecànic i la diferenciació osteogènica (canvi de x2 en expressió d¿ALPL). Les proves de fixació per cargolament demostren que les propietats mecàniques millorades augmenten la fixació de les peces en una indicació de fixació complexa a la mandíbula. En el capítol 4 es discuteix l¿impacte, les limitacions i els reptes dels empelts biomimètics impresos en 3D. Es demostra que els avenços aconseguits durant aquesta tesi doctoral poden tenir un impacte positiu en cost, temps i rendiment de les futures estratègies basades en empelts ossis. Aquests resultats ajudaran a tractar defectes ossis complexos i de grans dimensions, de manera que beneficiï tant al clínic com al pacient i fomenti una atenció sanitària sostenible basada en biomaterials sintètics i en medicina personalitzada. Aquesta tecnologia ha estat
  

CIÈNCIA I TECNOLOGIA AEROESPACIALS

• GASPARINO FERREIRA DA SILVA, LUCAS: High-performance low-dissipation algorithms for simulation of turbulent compressible flows
  
  Autor/a: GASPARINO FERREIRA DA SILVA, LUCAS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: CIÈNCIA I TECNOLOGIA AEROESPACIALS
  Departament: Departament de Física (FIS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 03/04/2024
  Data de lectura: 28/06/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: BSC Auditorium, Planta -1, Plaça Eusebi Güell 1-3, Barcelona
  Director/a de tesi: LEHMKUHL BARBA, ORIOL | MIRA MARTÍNEZ, DANIEL
  Tribunal:
       PRESIDENT: RUBIO CALZADO, GONZALO
       SECRETARI: JOFRE CRUANYES, LLUÍS
       VOCAL: COLOMBO, ALESSANDRO
  Resum de tesi: Els recents avanços en tecnologia computacional que tenen com objectiu arribar a capacitats d'exaescala impliquen la necessitat de desenvolupar aplicacions capaces d'aprofitar les avantatges que comporten aquestes noves arquitectures de supercomputació. Amb aquesta motivació, aquest treball presenta dos algoritmes que tenen com objectiu desenvolupar codis eficients i de baixa disipació LES i DNS de fluxos compressibles turbulents.La base dels algoritmes és el mètode numèric Galerkin Continu aplicat a elements on els nodes i els punts de quadratura estan basats en les arrels de Gauss-Lobatto-Legendre, resultant en un Mètode d'Elements Espectrals. Al llarg d'aquest treball, es posarà de manifest que aquesta formulació condueix a kernels altament eficients a l'hora de discretitzar els termes convectius i difusius de les equacions de Navier-Stokes compressibles, amb el benefici addicional que l'ordre de l'esquema està acoblat amb l'ordre dels polinomis de funció de forma emprats pels mateixos elements, simplificant significativament el procés d'incrementar l'ordre de l'esquema.Per aconseguir un algoritme estable TVD, l'esquema SEM s'implementarà conjuntament amb un model d'estabilització basat en el mètode Entropy Viscosity, així com una formulació adient dels termes convectius no lineals que permeten eliminar problemes d'aliasing que apareixen en la formulació SEM degut a la distribució dels nodes.Aquesta discretització espacial serà utilitzada en dos esquemes d'integració temporal, un explícit i un semi-implícit, amb l'objectiu de tenir en compte la naturalesa temporal de les equacions del flux. S'espera que la versió explícita de l'algoritme sigui simple i eficient per pas de temps, però a causa de la seva limitació degut a la condició CFL, també es proposa la versió semi-implícita per permetre un millor rendiment general en casos on el pas de temps esdevé excessivament limitat, com en fluxos amb parets.Considerant que l'objectiu es desenvolupar una aplicació de CFD amb el paradigma de la computació en exaescala en ment, els algoritmes desenvolupats en el present treball es proposen amb una implementació per GPU, ja que s'espera que l'ús d'acceleradors sigui un aspecte clau de les futures arquitectures de supercomputació, i per tant, és un aspecte fonamental considerat en el desenvolupament dels algoritmes. Es presentaran exemples que detallen el rendiment de tots dos algoritmes, tant en el cas d'un sol accelerador així com quan s'empren arquitectures de computació distribuïdes amb múltiples dispositius.
  
• RADHAKRISHNAN, SARATH: NON-EQUILIBRIUM WALL MODELING IN LES OF HIGH-SPEED TRANSITIONAL FLOWS
  
  Autor/a: RADHAKRISHNAN, SARATH
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: CIÈNCIA I TECNOLOGIA AEROESPACIALS
  Departament: Departament de Física (FIS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 05/04/2024
  Data de lectura: 10/06/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala de Actos Manuel Martí Recober (C/ Jordi Girona 1- 3, Edifici B6, Planta 0, Campus Nord, Barcelona)
  Director/a de tesi: LEHMKUHL BARBA, ORIOL | MIRA MARTÍNEZ, DANIEL
  Tribunal:
       PRESIDENT: VINUESA MOLTIVA, RICARDO
       SECRETARI: RODRIGUEZ PEREZ, IVETTE MARIA
       VOCAL: ALCÁNTARA ÁVILA, FRANCISCO
  Resum de tesi: La simulació de grans remolins modelada a la paret (WMLES) és una eina pràctica per realitzar la simulació de grans remolins delimitats a la paret (LES) amb menys cost computacional evitant la resolució explícita de la regió propera a la paret. No obstant això, el seu ús és limitat en fluxos que tenen efectes de no equilibri elevats, com la separació i/o la transició. En aquest treball es presenten tres estratègies de modelatge de parets, dues d'elles basades en dades d'alta fidelitat. En primer lloc, es presenta una tècnica per millorar la robustesa del model d'última generació d'esforç de tall de paret algebraic. En segon lloc, es desenvolupa un model d'esforç de tall de paret basat en dades d'equilibri utilitzant el LES de les dades del canal. El propòsit clau d'això és establir la metodologia de desenvolupament de models utilitzant dades d'alta fidelitat. El model es construeix mitjançant una tècnica d'aprenentatge automàtic que utilitza arbres de regressió augmentats amb gradient (GBRT). L'objectiu del model és aprendre la capa límit d'un flux de canal turbulent de manera que es pugui utilitzar en fluxos significativament diferents on els supòsits d'equilibri siguin vàlids. Es descriu la importància de seleccionar les dades adequades per a la formació i la importància de triar l'entrada del model. El model es valida a priori i a posteriori. Les proves a posteriori es realitzen implementant el model en un solucionador multifísic i utilitzant-lo en el flux turbulent del canal i en el flux sobre una gepa muntada a la paret. El rendiment del model es compara amb un model d'esforç de tall de paret algebraic per entendre els punts forts i les deficiències dels models basats en dades i millorar-los encara més. En el següent pas, el model s'actualitza a un model de paret sense equilibri mitjançant l'ús de dades no equilibrades per a l'entrenament. Les dades d'alta fidelitat escollides per a l'entrenament inclouen la simulació numèrica directa (DNS) d'un doble difusor que té fortes regions de flux sense equilibri i LES d'un flux de canal. L'objectiu final d'aquest model és distingir entre regions d'equilibri i no-equilibri i proporcionar l'esforç de tall de paret adequat. El sistema ML utilitzat per a aquest estudi també és GBRT. El model es prova a priori i a posteriori. Es realitzen proves a posteriori sobre el difusor, els fluxos del canal, el flux sobre la gepa i els fluxos d'unió. Aquestes proves van demostrar que el model és molt eficaç per a fluxos de cantonada i fluxos que impliquen relaminarització, mentre que funciona de manera bastant menys eficaç a les regions de recirculació.
  

COMPUTACIÓ

• ALONSO ALONSO, JESUS: Dynamic Terrain Modeling
  
  Autor/a: ALONSO ALONSO, JESUS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: COMPUTACIÓ
  Departament: Departament de Ciències de la Computació (CS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 18/03/2024
  Data de lectura: 08/05/2024
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: Sala de Teleensenyament del 'ETSETB, edifici B3, Barcelona Diagonal NORD
  Director/a de tesi: JOAN ARINYO, ROBERT
  Tribunal:
       PRESIDENT: CHOVER, MIGUEL
       SECRETARI: ARGUDO MEDRANO, OSCAR
       VOCAL: BOSCH GELI, CARLES
  Resum de tesi: Aquest treball explora tècniques de modelatge de terrenys que proporcionen una experiència integral en termes de representació gràfica, interacció física i actualització dinàmica en temps real. En particular, el nostre focus gira entorn a la creació d'un sistema capaç de: 1) capturar qualsevol característica possible que trobem en els terrenys, 2) mantenir un precís nivell de detall, 3) oferir renderització i navegació en temps real, 4) incloure l'opció de realitzar actualitzacions dinàmiques en temps real, i 5) suportar interaccions físiques d'entitats també en temps real.Un cop revisats els models anteriors existents a l'estat de l'art, es proposen dos models que prenen un model digital d'elevació com a estructura base. El primer segueix una estratègia en la qual mimetitzem els esdeveniments geotectònics que trobem a la natura. El segon utilitza un enfocament d'escultura amb poliedres convexos com a eina de tall. Amb aquesta finalitat, es presenten diversos treballs.Mentre que la primera opció introdueix alguns avantatges amb limitacions, la segona opció és una proposta que compleix amb els cinc requisits requerits. D'una banda, pot modelar túnels, coves i voladissos, i les característiques del terreny es poden capturar amb una precisió a nivell de píxel. D'altra banda, no és demandant pel que fa a requisits de processament i emmagatzematge i ofereix escalabilitat. Finalment, la renderització, la interacció física i les actualitzacions dinàmiques es poden realitzar en temps real.Com a resultat, aquest treball representa una contribució significativa, oferint una solució integral capaç d'abordar els aspectes més desafiants del modelatge de terrenys dinàmics. El nostre enfocament introdueix un nou model de terreny que compren diverses estructures de dades i una sèrie d'algoritmes dissenyats per capturar una àmplia gamma de formacions de terreny amb precisió. Una escena composta per desenes de milions de triangles pot ser actualitzada contínuament fins al punt de simular un terreny completament devastat, renderitzat i sotmès a càlculs de física en temps real que involucren desenes de milers d'entitats físiques. El model proposat té un gran potencial per a aplicacions de gràfics per ordinador, particularment en escenaris com simuladors i jocs, on els paisatges dinàmics juguen un paper primordial.
  

ENGINYERIA AMBIENTAL

• KILIÇ, EYLEM: Advancing the use of waste streams in plastic composites
  
  Autor/a: KILIÇ, EYLEM
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA AMBIENTAL
  Departament: (DECA)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 18/03/2024
  Data de lectura: 30/05/2024
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: Place: ETSECCPB UPC, Campus Nord Building C1. Classroom: 002 C/Jordi Girona, 1-3 08034 Barcelona
  Director/a de tesi: PUIG VIDAL, RITA | FULLANA PALMER, PERE
  Tribunal:
       PRESIDENT: MÉNDEZ GONZÁLEZ, JOSÉ ALBERTO
       SECRETARI: GASSO DOMINGO, SANTIAGO
       VOCAL NO PRESENCIAL: EL BACHAWATI, MAKRAM
  Resum de tesi: L'indústria del cuir enfronta desafiaments globals relacionats amb les seves credencials de sostenibilitat a causa de l'important residu generat al llarg dels processos de producció del cuir. En el context de la política ambiental contemporània, que es centra cada vegada més en la producció i consum sostenibles, la necessitat d'entendre i mitigar els impactes ambientals associats amb el cuir s'ha convertit en un imperatiu estratègic i econòmic. En aquest respecte, es va realitzar una avaluació del cicle de vida (ACV) "de porta a porta" seguint les recentment publicades Regles de Categoria d'Empremta Ambiental de Producte de Cuir (PEFCR). L'anàlisi va tenir com a objectiu avaluar els impactes ambientals de la producció de cuir, amb un enfocament específic en la indústria de producció de cuir de Nova Zelanda, principalment a causa de la seva economia orientada a l'agricultura i a la gran mida del seu sector ramader. Aquesta tesi es basa en aquesta fundació abordant el problema dels residus sòlids en la indústria del cuir. Per tant, es va investigar una estratègia de valorització de residus per convertir els residus inevitables en recursos valuosos a través de la producció de nous compostos de valor afegit, que implica incorporar residus de cuir (BF) en polietilè d'alta densitat (HDPE) verge i reciclat. L'enfocament d'aquesta tesi és analitzar l'impacte ambiental d'aquests nous compostos, per millorar la implementació dels principis d'economia circular, en el context del seu ús en la producció de paraxocs automobilístics. L'impacte ambiental d'aquests nous compostos es va comparar amb els paraxocs convencionals de polipropilè (PP), realitzant una avaluació del cicle de vida de bressol a porta (ACV). La tesi també té com a objectiu proporcionar una contribució a la metodologia ACV aplicada a materials compostos, adoptant diverses unitats funcionals, com massa, volum i el volum de matèria primera que compleix amb un requisit específic de resistència a l'impacte. L'anàlisi detallat de les propietats mecàniques i tèrmiques dels compostos BF/HDPE destaca el potencial del compost per a aplicacions industrials que requereixen alta resistència mecànica i baixa conductivitat tèrmica. La incorporació de residus de cuir no només millora les propietats del material, sinó que també contribueix a la sostenibilitat ambiental convertint els residus inevitables en un producte de valor afegit. L'avaluació ambiental, adoptant una ACV de bressol a porta amb diverses unitats funcionals, indica que els compostos fets d'HDPE reciclat i residus de cuir tenen un impacte ambiental menor que els de materials verges. L'única excepció és quan la resistència a l'impacte del material és un factor clau en la unitat funcional, a causa de la major resistència a l'impacte dels compostos HDPE-BF. En tots els casos, augmentar el contingut de materials reciclats en els paraxocs augmenta el seu rendiment ambiental, donant suport a l'avanç dels principis d'economia circular en el sector automobilístic. La recerca destaca la importància de triar una unitat funcional apropiada, basada en aplicacions específiques com paraxocs automobilístics, en comparar l'empremta ambiental de materials compostos innovadors amb la de materials tradicionals. Ampliar l'abast de l'avaluació per incloure diverses funcions ofereix un escenari més realista, però també condueix a majors incerteses en els resultats.
  

ENGINYERIA BIOMÈDICA

• SAYOLS BAIXERAS, NARCÍS: Cognitive Robot Control Strategies for Complex Surgical Environments
  
  Autor/a: SAYOLS BAIXERAS, NARCÍS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA BIOMÈDICA
  Departament: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 11/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CASALS GELPI, ALICIA | HERNANSANZ PRATS, ALBERTO
  Tribunal:
       PRESIDENT: DALL\'ALBA, DIEGO
       SECRETARI: FRIGOLA BOURLON, MANEL
       VOCAL: AVILÉS RIVERO, ANGÉLICA
  Resum de tesi: Aquesta tesi pretén contribuir al desenvolupament de l'autonomia robòtica en tasques complexes basant-se en el paradigma del control cognitiu. La cognició és un enfocament multidisciplinari orientat a dotar els sistemes robòtics d'un comportament intel·ligent i autònom que ha d'aprendre i raonar sobre com respondre davant tasques i entorns complexos.La cognició implica la percepció, la consciència, la interpretació de les accions humanes, l'aprenentatge, la planificació, l'anticipació i la resposta dinàmica als canvis en les condicions de treball i en la interacció amb els humans. L'autonomia pretén substituir i/o complementar parcialment les facultats humanes a nivell de percepció, anàlisi i execució. Augmentarl'autonomia dels robots permet centrar la càrrega cognitiva dels humans en decisions i accions d¿alt nivell, en aspectes on el factor humà és essencial: contextualització de la informació, experiència específica, coneixements mèdics i presa de decisions complexes, etc. A més, els robots milloren les propietats dels humans en certs aspectes com la precisió, la repetibilitat, l'absència de fatiga o l'eficiència de la resposta en termes de temps i precisió.Aquesta tesi aborda diferents aspectes clau de l'autonomia robòtica: la percepció, la planificació i execució dinàmica d'accions i, finalment, les estructures de control necessàries per a un control eficient i la seva integració en sistemes robòtics.La tesi combina un enfocament teòric recolzat en aplicacions pràctiques orientades al camp de la cirurgia mínimament invasiva robòtica. S'ha triat aquest camp per dues raons principals: l'impacte social que suposa la millora de la cirurgia i, per l'exigència del mateix a nivell humà i robòtic.L'experimentació s'ha centrat en diverses plataformes robòtiques. Primer, una plataforma teleoperada amb un únic robot orientada a la cirurgia fetal mínimament invasiva en la qual un sistema cognitiu ofereix cert nivell d'autonomia, generant trajectòries en espais lliures de col·lisions, augmentant la seguretat del pacient i disminuint la càrrega cognitiva dels cirurgians en tasques de navegació i interacció dins de la regió intrauterina. Segon, un sistema multi-robot per a executar accions auxiliars en un sistema cooperatiu humà-robot: el cirurgià principal realitza les accions quirúrgiques mentre els robots auxiliars executen, de forma autònoma, tasques auxiliars. L'experimentació s'ha centrat en la cirurgia de prostatectomia radical mínimament invasiva.Així, la tesi aborda la percepció de l'entorn anatòmic, considerant les limitacions de l'adquisició de dades en qualitat i quantitat, així com l'absència de marcadors anatòmics. El següent tema abordat és la planificació dinàmica d'accions. S'han estudiat diferents paradigmes d'aplicació, com la interacció directa persona-robot mitjançant guiat hàptic, la planificació de moviments en entorns pseudoestructurats i la planificació i control actius en entorns dinàmics, responent a diferents tècniques quirúrgiques mínimament invasives. Finalment, s'aborda el control cognitiu.L'enfocament es basa en la descomposició multinivell de tasques complexes (p. ex., una cirurgia) definint tots els potencials estats i transicions. Aquesta fa servir estructures de control deterministes i robustes que restringeixen situacions incontrolables o inesperades que posen en perill, en el cas de l'aplicació, al pacient, als cirurgians o al personal auxiliar. Les estructures de control també tenen en compte la interacció persona-robot, la coordinació i cooperació dels robots, la interacció amb l'entorn de treball i les restriccions imposades per la cirurgia i la seguretat del pacient.La integració de tots aquests mòduls: percepció, planificació i control cognitiu, demostra els avenços assolits en robòtica cognitiva i la seva aplicabilitat cap a una cirurgia robòtica més autònoma.
  

ENGINYERIA CIVIL

• NÚÑEZ CORBACHO, MARC: Aerodynamic shape optimization under uncertainties using embedded methods and adjoint techniques
  
  Autor/a: NÚÑEZ CORBACHO, MARC
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA CIVIL
  Departament: Escola Tècnica Superior d'Enginyers de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 09/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: ROSSI BERNECOLI, RICCARDO | BAIGES AZNAR, JOAN
  Tribunal:
       PRESIDENT: LEHMKUHL BARBA, ORIOL
       SECRETARI: MARTINEZ FRUTOS, JESUS
       VOCAL: RICCHIUTO, MARIO
  Resum de tesi: Aquesta tesi es centra en el desenvolupament de mètodes numèrics per a la solució de problemes d'optimització de forma sota incerteses, per a cossos sota l'acció de forces aerodinàmiques. La solució del flux es realitza amb mètodes d'elements finits utilitzant les hipòtesis de flux potencial amb geometries embegudes, on la geometria es defineix de manera implícita. El problema d'optimització es resol combinant diferents eines de paquets de programari per a obtenir la solució del flux, avançar en el bucle d'optimització i quantificar les incerteses.La primera contribució de la tesi és el desenvolupament d'un enfocament totalment embegut per a la solució del flux potencial. Atès que el flux potencial assumeix la hipòtesi que el flux no és viscós, la solució d'aquesta mena de problemes requereix la definició d'una discontinuïtat en el domini per a poder modelar la sustentació que genera li geometria, que es correspon amb el deixant generat pel cos. Sobre la base de treballs previs on la discontinuïtat es defineix en el domini de manera implícita, aquest treball també considera la geometria com un cos embegut. Per a assegurar una bona representació de la geometria, la malla es refina amb mètodes adaptatius. La condició de Kutta es força amb termes numèrics. El mètode s'ha validat per a dues i tres dimensions per a fluxos tant subsònics com transsònics utilitzant diferents resultats de referència.Una altra de les contribucions de la tesi és el desenvolupament del problema adjunt per al flux subsònic potencial amb geometries embegudes en dues dimensions, amb la condició d'obtenir les sensitivitats d'una funció objectiu que depèn de la solució del flux potencial. Cada coordenada que defineix el cos d'estudi es considera un paràmetre de disseny en el problema adjunt. Les sensitivitats respecte als paràmetres de disseny es validen amb les sensitivitats obtingudes per diferències finites. Amb aquestes sensitivitats, es resol un problema d'optimització de forma, on el coeficient de sustentació es maximitza amb una sèrie de restriccions geomètriques.El problema d'optimització amb geometries embegudes s'estén per a la consideració d'incerteses en les condicions d'entrada del problema. El problema es reformula després de triar una mesura de risc que es desitja minimitzar. Les sensitivitats del problema adjunt s'adapten per al problema estocàstic, on es considera la contribució de la mesura de risc seleccionada, el Conditional Value-at-risk. L'estimació de la mesura de risc es realitza gràcies a una llibreria externa per a la quantificació d'incerteses, utilitzant un nous mètode de Montecarlo per a estimar el Conditional Value-at-risk. El cas estocàstic es resol en un supercomputador, on per a cada pas del problema d'optimització es desplega tota una jerarquia de mostres de Montecarlo per a estimar la funció objectiu i els seus gradients.
  

ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ

• JATIVA GUZMAN, ANDRES: APLICABILIDAD DE LA CENIZA VOLCÁNICA DE BAJA ACTIVIDAD COMO NUEVO RECURSO PARA MATERIALES CEMENTICIOS SOSTENIBLES.
  
  Autor/a: JATIVA GUZMAN, ANDRES
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ
  Departament: (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 03/04/2024
  Data de lectura: 29/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala C1002 Edifici C1, Escola de Camins (ETSECCPB)- Campus Nord 08034 Barcelona
  Director/a de tesi: ETXEBERRIA LARRAÑAGA, MIREN
  Tribunal:
       PRESIDENT: MAURY RAMIREZ, ANIBAL CESAR
       SECRETARI: CASANOVA HORMAECHEA, IGNACIO
       VOCAL: GIRÓ PALOMA, JESSICA
  Resum de tesi: La cendra volcànica (VA) és un recurs abundant que es pot utilitzar com a material cimentant suplementari (MCS), però la seva baixa reactivitat limita les seves aplicacions com a substitut del Ciment Portland (OPC). No obstant, la reactivitat de la VA es pot modificar mitjançant: 1) processos mecànics i tèrmics; 2) afegint activadors alcalins; 3) usant correctors que compensin el dèficit químic de la VA; i 4) aplicant mètodes de curació adequats per afavorir les reaccions putzolàniques.Segons les normes ASTM C618, la VA pertany a la categoria de Classe N. Dins dels mètodes d'activació, es va avaluar la calcinació de la VA (CVA) a temperatures diferents (500 ¿ 900 °C), l'activació alcalina amb Na2SiO3 (NSi), CaCl2 (CaCl), Na2SO4 (NS) i Na2CO3 (NC) en dosificacions de l'1 al 4% (respecte al pes del lligant), així com l'ús d¿altres MCS com a correctors en proporcions del 10, 20 i 30% (respecte al pes de la VA): la calç (L), cendra volant (FA) i escòria (EC). D'altra banda, l'efecte del curat també es va analitzar amb tres règims: humit i amb calor (40 i 70 °C durant 3 dies). Les barreges de morter optimitzades es van avaluar en termes de la seva resistència a la compressió al cap de 7, 28 i 90 dies, de les propietats físiques (porositat, absorció d'aigua i densitat) i de l¿anàlisi microestructural. Finalment, es van avaluar la durabilitat dels morters, mitjançant la seva retracció i resistència als àcids (HCl, H2SO4, HNO3).En morters amb un 35% de VA (VA35) sota curat humit, la calcinació de VA a 700 °C, així com l'addició d¿un 20% de calç van permetre obtenir morters amb una resistència màxima de 49 MPa als 28 dies i una absorció un 9% menor que el morter amb VA no tractada (VA35). De la mateixa manera, l'ús d'activadors alcalins, concretament NSi i CaCl amb una dosificació de l'1% i el 2%, respectivament, van aconseguir morters amb altes prestacions mecàniques i físiques.Pel que fa als morters amb un 50% de VA, les dosis òptimes d'activadors alcalins van ser del 2% per al NSi i de l'1% per al CaCl. Respecte als correctors, l'òptim es va aconseguir addicionant un 20% de FA i un 10% d'AC. El curat tèrmic (70°C durant 3 dies) va augmentar la resistència als 7 dies, va reduir la contracció dels morters, així com la resistència a l'àcid H2SO4, sobretot en morters fabricats amb CVA i un 1% de CaCl. Tot i això, als 90 dies, el curat en cambra humida va produir majors augments en la resistència. Específicament, el morter amb activació mixta (ús d¿un 1% de CaCl amb CVA i un 10% d¿EC) va assolir una resistència de 56 MPa, superant en un 32% el morter amb VA no tractada (VA50). Les fases hidratades (C-S-H/C-S-A-H) i els minerals com la portlandita, l¿ettringita, la kuzelita i la sal de Friedel, van confirmar les bones prestacions d'aquests morters.Finalment, en morters amb el 75% de VA, l'ús d'activadors alcalins NSi i CaCl va ser òptim en dosificacions del 2 i 1%, respectivament. Respecte als correctors, l'òptim es va aconseguir addicionant un 10% de FA i un 10% d'AC. La màxima resistència a la compressió als 90 dies, es va aconseguir sota el curat humit amb el morter amb activació mixta (1% de CaCl, CVA, i 10% d¿EC) que va assolir 44 MPa, un 29% més gran que el morter amb VA no tractada (VA75). D'altra banda, el curat tèrmic va accelerar les resistències als 7 dies, va reduir les contraccions, va millorar la resistència a l'atac de l'àcid H2SO4, així com la porositat i l¿absorció dels morters, a excepció dels morters amb CaCl. A la barreja VA75, es va observar una escassa formació de portlandita i absència d'ettringita.Aquest estudi conclou que és possible aconseguir bones resistències a la compressió amb morters amb altes quantitats de VA. A més, amb els mètodes d'activació i curats analitzats es pot optimitzar el disseny de la barreja en funció de la seva aplicació per tal d¿obtenir morters amb contracció baixa, baixa absorci
  
• LIPA CUSI, LEONEL: Metodología numérica automatizada para la evaluación de la respuesta dinámica de construcciones prehispánicas de piedra de junta seca en el Perú.
  
  Autor/a: LIPA CUSI, LEONEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ
  Departament: (DECA)
  Modalitat: Conveni Cotutela
  Data de dipòsit: 03/04/2024
  Data de lectura: 20/05/2024
  Hora de lectura: 16:00
  Lloc de lectura: Pontificia Universidad Católica del Perú- 9:00h (Lima). Zoom Reunión:https://pucp.zoom.us/j/94161428415?pwd=YzZrSUQza01NQWkwY1R5UEg2MlZIdz09
  Director/a de tesi: PELA, LUCA | TARQUE, SABINO NICOLA
  Tribunal:
       PRESIDENT: GOICOLEA RUIGÓMEZ, JOSÉ MARÍA
       SECRETARI: ROCA FABREGAT, PEDRO
       VOCAL NO PRESENCIAL: SANDOVAL MANDUJANO, CRISTIAN
       VOCAL NO PRESENCIAL: SANTA CRUZ HIDALGO, SANDRA CECILIA
       VOCAL NO PRESENCIAL: SALOUSTROS, SAVVAS
  Resum de tesi: L'estudi i la conservació del patrimoni d'estructures de pedra és una preocupació mundial, sobretot atès que aquestes construccions estan ubicades en zones sísmiques. A Perú, a causa de la seva gran varietat cultural i històrica, hi ha un gran nombre de construccions de pedra, abastant diverses tipologies constructives. Lamentablement, gran part d'aquestes construccions encara no han estat avaluades estructuralment, per la qual cosa se'n desconeix el comportament estructural. Tampoc es compta amb una taxonomia de tipologies estructurals i, per tant, diverses característiques de les construccions existents són desconegudes. Una manera d'avaluar el comportament dinàmic no lineal d'aquestes estructures és fer servir una ràpida i rigorosa metodologia numèrica que reprodueixi adequadament els diferents mecanismes de fallada, basada en la dinàmica de cossos rígids sota l'enfocament del mètode d'elements finits.Com a primera contribució, en aquesta tesi es presenta una classificació taxonòmica de construccions prehispàniques de pedra a Perú a partir d'un estudi de camp. A partir d'aquesta taxonomia, es classifiquen diversos llocs arqueològics de les regions de Puno i Cusco i s¿identifiquen les tipologies més recurrents d'aquestes regions.D'altra banda, s¿elaboren codis amb Python, per a l'obtenció del model geomètric d'estructures de junta seca, a partir de les imatges fetes per una càmera, o d'una fotografia existent (incloent-hi la identificació de les pedres i les juntes a través de la segmentació d'imatges). Aquestes eines permeten crear el model 3D de cada bloc (pedra), acoblar-los i exportar-los a un programa d'anàlisi numèric per a avaluacions posteriors.Per al desenvolupament de la metodologia numèrica, es proposa la dinàmica de cossos rígids sota l¿enfocament del mètode dels elements finits. Cada bloc de pedra es considera com un cos rígid interconnectat amb altres blocs mitjançant interfícies no lineals. Aquesta metodologia es valida usant models implementats amb Abaqus, validats amb els resultats d'assajos experimentals realitzats en aquesta tesi. Durant el desenvolupament de la campanya experimental es van construir tres murs amb blocs de concret, simulant la geometria d'estructures Inca. Els murs van ser construïts sobre una taula inclinable i van ser assajades per bolcada fora del seu pla. Després, es van elaborar models numèrics d'aquests assaigs, en els quals es van calibrar les propietats de contacte per tal que simulin correctament el comportament experimental. Els resultats numèrics en termes d'angle de col·lapse, desplaçaments relatius i mecanismes de col·lapse van ser molt similars als mesurats experimentalment.Com a cas d'estudi, es va avaluar numèricament la secció d'un mur de contenció Inca de Sacsayhuaman, Cusco, davant de diverses accions sísmiques. El model geomètric complet del mur de pedra es va obtenir mitjançant les eines desenvolupades amb Python. El terreny contingut darrere el mur es va representar mitjançant partícules d'elements discrets. Les propietats del model numèric van ser calibrades fent referència a la campanya experimental i el calibratge de les freqüències predominants de l'estructura es va obtenir mitjançant un enfocament basat en vibracions. Els resultats numèrics mostren que l'estructura pot suportar adequadament els registres sísmics escalats fins a una acceleració de 0.1 g; tanmateix, l'estructura pateix desplaçaments romanents considerables per a registres escalats superiors o iguals a 0.2 g.La recerca permet concloure que la metodologia plantejada és útil per avaluar les estructures en pedra de junta seca d'una manera rigorosa, conèixer si l'estructura ha de ser intervinguda i assegurar-ne la seva funcionalitat. S'espera que els resultats d'aquesta tesi doctoral puguin contribuir a l'estudi de les construccions patrimonials de pedra i puguin obrir noves possibilitats de millores de la metodologia proposta
  

ENGINYERIA DE PROCESSOS QUÍMICS

• MESA GÓMEZ, ADRIANA MARÍA: Analysis and modelling of natech accidents originated by strong winds
  
  Autor/a: MESA GÓMEZ, ADRIANA MARÍA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DE PROCESSOS QUÍMICS
  Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
  Modalitat: Conveni Cotutela
  Data de dipòsit: 11/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CASAL FABREGA, JOAQUIM | MUÑOZ GIRALDO, FELIPE | SANCHEZ SILVA, EDGAR MAURICIO
  Tribunal:
       PRESIDENT: PLANAS CUCHI, EULALIA
       SECRETARI: PALACIOS ROSAS, ADRIANA
       VOCAL: DEMICHELA, MICAELA
  Resum de tesi: En les darrers dècades hi ha hagut un augment en la freqüència d'esdeveniments naturals, coincidint amb el desenvolupament de l'activitat industrial en molts països. En conseqüència, també ha augmentat la freqüència d'accidents Natech, és a dir, desastres tecnològics originats per riscs naturals. Això ha portat a investgar nous mètodes d'anàlisi de riscs per a prevenir i mitigar possibles danys a les poblacions, el medi ambient i les instal·lacions industrials. Hi ha una tendència creixent a la literatura en relació a l'impacte dels esdeveniments naturals, especialment quan aquests ocorren de manera concurrent o s'acumulen en el temps. Aquesta tesi proposa una iniciativa de recerca per a portar a terme una avaluació de riscs que inclogui els risc Natech associat a forts vents. L'objectiu principal és el desenvolupament d'una metodologia per a l'anàlisi del risc Natech en unitats d'emmagatzematge en zones de costa particularment vulnerables a esdeveniments climàtics extrems. En primer lloc, la tesi introdueix la integració d'esdeveniments naturals, concretament forts vents, en l'anàlisi cuantitativa de riscs Natech. Aquesta integració representa unpas endavant significatiu en l'avaluació dels impactes potencials dels accidents tecnològics originats per esdeveniments naturals. En incorporar els forts vent en la metodologia, aquesta ofereix un tractament més complet per a l'avaluació de la vulnerabilitat de les instal·lacions industrials, especialment els tancs d'emmagatzematge, respecte a esdeveniments naturals-tecnològics. Aquesta integració permet una millor comprensió i quantificació dels riscs associats a accidents Natech que involucrin vents forts, facilitant la implementació de mesures de mitigació. En última instància, contribueix a millorar la resiliència de les instal·lacions industrials i de les comunitats properes pel que fa als riscs plantejats per esdeveniments naturals. En segon lloc, la tesi descriu el desenvolupament de dos models per a l'avaluació dels riscs mediambientals i econòmics, respectivament. Aquests models proporcionen un marc integral per a l'avaluació dels impactes ambientals i socio-econòmics potencials dels esdeveniments Natech, millorant així la comprensió del panorama global de riscs. En incorporar elements vulnerables prèviament negligits, com llocs de patrimoni cultural, àrees ambientals sensibles o punts de captació d'aigua, entre altres, els models ofereixen una perspectiva més holística dels riscs Natech, assegurant així que les estratègies de mitigació puguin protegir no només les persones i les infrastructures, sino també els actius socioeconòmics i ambientals. En tercer lloc, la tesi descriu el desenvolupament d'una eina computacional dissenyada per a facilitar la implementació d'aquests models. Aquesta eina facilita el procés d'avaluació de riscs, permetent a les parts interessades l'anàlisi i la gestió dels accidents. La generació d'aquests models i l'eina computacional que els acompanya representen un pas endavant significatiu en la gestió de riscs Natech. En integrar condicions ambientals i socioeconòmiques en el procés d'avaluació de riscs, aquests models proporcionen una base més sòlida per a la presa de decisions i la preparació d'emergències, contribuint així a la resiliència de les comunitats i els ecosistemes pel que fa als accidents Natech. Finalment, la metodologia s'aplica a l'anàlisi d'un cas per a verificar-ne la seva utilitat.
  
• NASR ESFAHANI, KOUROSH: Mathematical modeling of advanced oxidation processes for the efficient wastewater treatment: Integrated Management of advanced oxidation processes and conventional Bio-Processes for the removal of recalcitrant components
  
  Autor/a: NASR ESFAHANI, KOUROSH
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DE PROCESSOS QUÍMICS
  Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/03/2024
  Data de lectura: 02/07/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala Polivalent de l'Edifici I, Planta baixa, Campus Diagonal-Besòs
  Director/a de tesi: PEREZ MOYA, MONTSERRAT | GRAELLS SOBRE, MOISES
  Tribunal:
       PRESIDENT: PAIS VILAR, VÍTOR JORGE
       SECRETARI: SOLER TURU, LLUIS
       VOCAL: GARCIA MONTAÑO, JULIA
  Resum de tesi: L'objectiu d'aquesta tesi és contribuir al desenvolupament de la modelització matemàtica dels processos d'oxidació avançada (AOPs) emprats per tractar eficientment els compostos orgànics recalcitrants a les aigües residuals. En particular, la tesi de doctorat se centra primer en el desenvolupament de models matemàtics dels AOPs, la implementació d'aquests models en eines informàtiques i l'obtenció d'una comprensió més profunda de la naturalesa complexa d'aquests processos mitjançant la simulació detallada per a escenaris diversos i inexplorats de l'evolució d'espècies químiques al llarg del temps de reacció. Aquests instruments s'utilitzen després per ajustar els models a les dades experimentals, tant les obtingudes al laboratori durant el desenvolupament la tesi com les documentades a la literatura. Els models ajustats s'analitzen i depuren mitjançant tècniques d'anàlisi de sensibilitat i, finalment, es validen i se n'avalua la seva precisió. Els models s'utilitzen principalment per abordar qüestions operatives, però també s'hi consideren aspectes de disseny pel que fa a la simulació de processos integrats que combinen AOPs i processos de tractament biològic convencionals.La tesi aborda específicament el desenvolupament d'un model per als AOPs, sobretot els processos de foto-Fenton, incloent un subministrament flexible de H2O2 donat com a funció del temps. El model aporta una eina pràctica destinada a proporcionar una simulació basada en models per resoldre el problema de la gestió del perfil de dosificació de H2O2 del procés de foto-Fenton.La tesi també aborda el problema de la dependència del pH del procés foto-Fenton mitjançant la modelització de la possibilitat de dur a terme el procés de foto-Fenton a un pH proper a la neutralitat. Això s'estudia considerant l'ús d'agents complexants de ferro com l'àcid etilendiamin disuccínic (EDDS). En una etapa posterior, com a avanç en la millora dels processos defoto-Fenton, es revisa i s'amplia un model cinètic del procés foto-Fenton mitjançant Fe(3+)-EDDS ja reportat a la literatura per incloure les reaccions que ocorren en absència de H2O2, quan el radical EDDS(¿3- ) generat per la lisi del complexFe(3+)-EDDS causa la degradació de la matèria orgànica. Això s'aconsegueix adoptant una nova aproximació semiempírica basada en l'agrupació d'espècies radicalàries.També s'estudia la ozonització de les aigües residuals com un cas diferent dels AOPs, i s'aborda la modelització de la descomposició de l'ozó durant el tractament dels efluents secundaris que contenen matèria orgànica. Això es fa proposant un nou model, basat novament en l'ús de concentracions agregades. Es demostra que el model d'ozonització desenvolupat és capaç de descriure el complex perfil de la concentració d'ozó a diferents concentracions inicials i es demostra també la seva bona capacitat per descriure les dades experimentals obtingudes al laboratori, així com les dades obtigudes de la literatura. L'aproximació de modelització adoptada en aquesta tesi també s'ha utilitzat per explorar processos integrats que combinen AOPs amb altres processos, concretament processos de tractament biològic convencionals que tenen com a principal limitació reconeguda la incapacitat per eliminar compostos recalcitrants de les aigües residuals. L'estudi combina els models AOP desenvolupats amb models estàndard com l'ASM1 per determinar la correspondència entre les variables emprades en cada model i produir simulacions de diferents escenaris que combinen aquestes dues tecnologies.Finalment, la tesi també ha abordat el disseny i el desenvolupament de reactors químics, especialment prototips per als processos de foto-Fenton utilitzant la impressió 3D. Aquest darrer estudi aborda la selecció de materials d'acord amb diferents criteris per a la prototipació del reactor i la posterior prova de la idoneïtat química del reactor per dur a terme AOPs
  

ENGINYERIA ELÈCTRICA

• BAS CALOPA, PAU: Partial discharges in low-pressure atmosphere: an experimental approach to improving electrical protection
  
  Autor/a: BAS CALOPA, PAU
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
  Departament: (DEE)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 21/03/2024
  Data de lectura: 06/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Edifici TR5, sala conferències, ESEIAAT-UPC
  Director/a de tesi: RIBA RUIZ, JORDI ROGER | MORENO EGUILAZ, JUAN MANUEL
  Tribunal:
       PRESIDENT: MONTAÑA PUIG, JUAN
       SECRETARI: ABOMAILEK RUBIO, BASEL CARLOS
       VOCAL: URRESTY BETANCOURT, JULIO CÉSAR
  Resum de tesi: Aquesta tesi contribueix al camp de les descàrregues parcials en ambients de baixa pressió, amb l'objectiu de millorar la protecció dels sistemes d'interconnexió de cables elèctrics (EWIS) en aplicacions aeroespacials. S'han dut a terme una sèrie d'estudis experimentals per avaluar el potencial de les descàrregues superficials i corona com a indicadors de la degradació de l'aïllament elèctric. Amb aquesta finalitat, s'ha examinat la influència de variables com la pressió, la variació dinàmica de pressió, la freqüència i la geometria en el comportament de les descàrregues de corona. A més, s'ha investigat i comparat el rendiment de diversos sensors, incloent sensors d'imatge CMOS, sensors UV fotoelèctrics i càmeres acústiques, en la detecció de descàrregues de corona. Addicionalment, mitjançant l'ús de tècniques de processament d'imatges RGB, aquesta tesi presenta un mètode nou per a la quantificació de les descàrregues de corona. Aquest mètode ha permès estudiar la correlació entre la intensitat lluminosa de les descàrregues elèctriques i l'energia elèctrica dissipada, amb un enfoc particular en com la variació de pressió i freqüència impacta en aquesta relació. També s'ha explorat la viabilitat d'utilitzar les descàrregues superficials i corona com a indicador de la degradació de l'aïllament dels cables, proporcionant coneixement fonamental per al desenvolupament futur d'eines de protecció elèctrica destinades al manteniment predictiu. Les troballes d'aquesta recerca contribueixen al progrés de les estratègies de manteniment predictiu, oferint potencial per a la detecció de fallades en l'aïllament, millorant així la seguretat i la fiabilitat dels sistemes elèctrics aeroespacials.
  

ENGINYERIA ELECTRÒNICA

• RALLIS, KONSTANTINOS: Novel Nanoelectronic Circuits and Systems
  
  Autor/a: RALLIS, KONSTANTINOS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 13/03/2024
  Data de lectura: 09/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: ETSETB - Multimedia room Building B3 at Campus Nord UPC
  Director/a de tesi: RUBIO SOLA, JOSE ANTONIO | SIRAKOULIS, GEORGIOS
  Tribunal:
       PRESIDENT: JIMÉNEZ JIMÉNEZ, DAVID
       SECRETARI: ABADAL CAVALLÉ, SERGI
       VOCAL: CUCU LAURENCIO, NICOLETA
  Resum de tesi: En definitiva, a l'altura de l'era dels materials bidimensionals, el grafè és un dels materials que s'ha investigat àmpliament per la seva possible integració en dispositius informàtics i circuits informàtics. Això es deu principalment al seu conjunt molt gran de propietats atractives. La combinació de les seves propietats electròniques amb altres, com ara mecàniques, òptiques o químiques, pot ampliar el ventall d'ús dels dispositius informàtics i aportar aplicacions interdisciplinàries revolucionàries. Sense embargo, aquesta integració del grapheno en elements de commutació i còmput no és fàcil. En aquesta tesi, el mètode Non-Equilibrium Green's Function (NEGF), juntament amb els Tight Binding Hamiltonians, s'ajusten a les dades experimentals dels dispositius de grafè fabricats. Tot i que NEGF és adequat per a la simulació de dispositius a petita escala en règim de nanòmetres, es presenta la seva capacitat d'ampliar-se de manera eficient per a la descripció de dispositius més grans. Les propietats electròniques esmentades en el material estan molt relacionades amb la seva forma i estructura. Per tant, requereix un mètode de fabricació molt precís que pugui garantir la mínima presència de defectes a la graella de grafè. Per aquesta raó, l'efecte dels errors s'investiga profundament. El mètode NEGF es millora encara més per poder incorporar defectes a la xarxa. Inclouen vacants individuals i dobles. D'aquesta manera, s'ha creat un marc perquè l'usuari pugui seleccionar zones d'interès de la quadrícula, en les quals es concentraran els defectes. Aquestes concentracions poden ser variables. A més, es porta a la tesi es realitza un extens estudio en reixes defectes amb diferents concentracions de singles i dobles vacancies. Les quadrícules investigades no són rectangulars i tenen regions amb diferents amplades. S'investiga l'efecte d'aquestes vacants sobre les propietats electròniques del grafè i, més concretament, el seu efecte sobre la conductància i el gap of energy del dispositiu, així com l'efecte sobre característiques centrades en el circuit com ara el corrent de fuga i la relació de corrent ON/OFF. Tenint un model robust i versàtil, el focus d'aquesta tesi s'estén al nivell de circuits. El model s'importa a SPICE mitjançant Verilog-A. En aquesta part, la tesi posa èmfasi en la investigació de les capacitats de commutació dels nanoribbons de grafè (GNR) en forma de L. S'ha demostrat que aquestes estructures poden funcionar com a interruptors, sense l'ús de porta posterior, i aquí, las propietats que depenen de les seves dimensions es explorar i optimitzar. Les estructures optimitzades s'utilitzen llavors per a la realització d'un conjunt de topologies d'ordinador. Inicialment, s'introdueix una topologia en forma de quadrícula de 2 branques optimitzada en àrea per a la realització d'un conjunt de computació universal que consta d'una porta AND, OR, NOT i un buffer. Totes aquestes operacions lògiques es poden mapejar a la mateixa topologia mitjançant un biaix adequat. Aleshores, es proposa una extensió d'aquesta, la topologia en forma d'arbre de 3 branques, que és capaç d'operar com a porta 2-XOR, 3-XOR i 3-MAJ. També es presenta el circuit d'un sumador complet d'1 bit. Per a l'avaluació del rendiment de les topologies s'utilitzen diverses mètriques com ara l'àrea, el retard, la dissipació de potència i el producte de retard de potència. El funcionament d'aquestes topologies es basa en els principis de Pass Transistor Logic (PTL) i informàtica reconfigurable. Finalment, en un intent d'anar més enllà de la lògica booleana convencional, s'investiga la conformitat del grafè amb els circuits i aplicacions de la lògica de valors múltiples (MVL). Es presenta la capacitat d'un dispositiu de contacte quàntic puntual de grafè per codificar els dígits del sistema numèric de base-4 i com a prova de concepte, s'explica el funcionament d'un sumador ar
  

FOTÒNICA

• AVTZI, STYLIANI: Hybrid diffuse optics methods to assess the emergence of dementia in older adults
  
  Autor/a: AVTZI, STYLIANI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/01/2024
  Data de lectura: 03/05/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: ICFO, Mediterranean Technology Park, Avinguda Carl Friedrich Gauss, 3, 08860 Castelldefels, Barcelona
  Director/a de tesi: DURDURAN, TURGUT
  Tribunal:
       PRESIDENT: BUSQUETS FACIABÉN, ALBERT
       SECRETARI: ARTIGAS GARCIA, DAVID
       VOCAL: ARMENDOLA, CATERINA
  Resum de tesi: Els dispositius òptics difusos híbrids ofereixen un mètode no invasiu, continu i cost-eficaç per monitorar el flux sanguini cerebral i el metabolisme en l'ús al llit i aplicacions de simulació realista. La incorporació de l'espectroscòpia de correlació difusa (DCS) i l'espectroscòpia d'infraroigs pròxims (NIRS) en aquests dispositius amplia la seva versatilitat. Aquest projecte de doctorat es va centrar en l'ús de l'òptica difusa per avaluar l'activitat cerebral durant proves funcionals i d'estrès en poblacions adultes grans.L'envelliment és el principal factor de risc per a diverses condicions cerebrals com l'ictus, trastorns cognitius i problemes de mobilitat. A mesura que la població envelleix, aquestes patologies relacionades amb l'edat es converteixen en una càrrega social i econòmica significativa. La suposició subjacent és que els danys microvasculars i els canvis en la regulació del flux sanguini cerebral contribueixen significativament a un major risc de malalties cerebrovasculars,trastorns cognitius i de mobilitat. Això subratlla la importància de crear un sistema de monitoratge àmpliament accessible i protocols associats capaços de detectar aquests canvis de manera precoç,amb la finalitat de conduir a intervencions personalitzades. Es van realitzar dos estudis multidisciplinaris durant els meus estudis de doctorat per identificar alteracions en els paràmetres hemodinàmics de persones adultes grans en resposta a patologies existents.El flux sanguini cerebral (CBF) microvascular en una cohorte de persones adultes més joves i majors de 65 anys amb i sense deteriorament cognitiu lleu (MCI),amb una salut general bona, va ser monitorat durant proves funcionals i d'estrès. Es va observar que el CBF de les persones adultes majors amb MCI no podia recuperar-se a les condicions inicials comparat amb els participants més joves,indicant possibles problemes d'autoregulació i vasoreactivitat. Les mesures de CBF durant tasques cognitives funcionals van revelar diferències de gènere. Per a una prova determinada,els participants amb MCI van presentar una resposta estadísticament més alta que els subjectes normocognitius (NC).La combinació d'aquests resultats afavorix la "hipòtesi d'ineficiència" que suggereix que les persones adultes majors activen les xarxes cerebrals com els individus NC per fer front a les demandes conductuals, però amb una activitat augmentada.Es va desenvolupar un nou dispositiu òptic difús híbrid que combina un DCS ràpid fet a mida amb un dispositiu NIRS comercial juntament amb dispositius externs per a enregistraments de senyals fisiològics en el segon estudi. El projecte tenia com a objectiu mesurar els canvis en la hemodinàmica cerebral en persones adultes grans amb el Síndrome de Risc Motor (MCR) durant protocols de tasques cognitives i motoras funcionals per avaluar l'impacte pre-post a 3 i 6 mesos de l'exercici físic sol o combinat amb estimulació transcranial de corrent continu. Els resultats van revelar un CBF més alt, però no respostes d'oxi-hemoglobina (HbO2) en tasques dobles comparat amb les simples. No hi va haver diferències entre grups a la línia de base i als 3 mesos, però es van observar respostes estadísticament diferents en el CBF als 6 mesos per ambdós grups d'intervenció comparat amb el grup de control, però no en les respostes de HbO2 o Hb,indicant que la intervenció afecta la resposta de CBF,possiblement a causa de millores en la salut vascular,destacant la importància de l'activitat física i l'estimulació transcranial en el manteniment de la salut vascular.Una part de la meva recerca es va centrar en el desenvolupament de nous algoritmes per descontaminar les dades mesurades del senyal extracerebral per desenvolupar un model òptim per minimitzar l'efecte per ambdós estudis.aquest estudi demostra la capacitat de l'òptica híbrida per capturar les respostes hemodinàmiques evocades a l'escorça prefrontal i ofereix info
  
• DÍEZ MÉRIDA, JAIME: Probing Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene with Gate Defined homo-Junctions
  
  Autor/a: DÍEZ MÉRIDA, JAIME
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 09/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: EFETOV, DMITRI | LEWENSTEIN, MACIEJ
  Tribunal:
       PRESIDENT: WEITZ, THOMAS
       SECRETARI: RUBIO VERDÚ, CARMEN
       VOCAL: RIBEIRO PALAU, REBECA LISSETTE
  Resum de tesi: L'any 2018, seguint una predicció teòrica de 2011, es va descobrir que apilar dues capes de grafè amb un angle relatiu de 1.1° entre elles, condueix a múltiples propietats noves. A aquest anomenat angle màgic, l'estructura de bandes electròniques del material es reconstrueix, creant una estreta banda plana en el nivell de Fermi. La formació d'una banda plana poten\c{c}a les interaccions electròniques, donant lloc a l'emergència d'estats de la matèria no presents a les capes originals de grafè, incloent aïllants correlacionats, superconductivitat, ferromagnetisme i estats topològics no triviales. La comprensió de l'origen d'aquests estats correlacionats podria ajudar a desxifrar la física de sistemes amb bandes planes altament correlacionades, la qual cosa podria proporcionar importants desenvolupaments tecnològics.L'objectiu principal d'aquesta tesi és estudiar el grafè girat a l'angle màgic (MATBG, per les seves sigles en anglès) mitjançant la creació d'unions de Josephson monolítiques definides per portes elèctriques. Aprofitant el ric espai de fase del material, podem crear una unió de Josephson ajustant de manera independent el superconductor i l'estat de la connexió feble. Estudiar l'efecte Josephson és un primer pas cap a la comprensió de propietats fonamentals d'un superconductor, com el seu paràmetre d'ordre.En primer lloc, hem optimitzat la fabricació d'aquestes unions definides per portes elèctriques creades amb materials de van der Waals. Hem creat dispositius de MATBG encapsulats en hBN amb doble porta de grafit, on la porta superior es divideix en dues parts mitjançant tècniques de nanolitografia. D'aquesta manera, es poden controlar de manera independent les tres regions de la unió de Josephson (superconductor, connexió feble i superconductor). Posteriorment, hem estudiat les unions de Josephson definides per portes mitjançant tècniques de transport a baixa temperatura. Després de demostrar l'efecte Josephson en els dispositius fabricats, ens centrem en el comportament detallat d'una d'aquestes unions.Hem observat un comportament no convencional quan la connexió feble de la unió es col·loca a prop de l'aïllant correlacionat a mig omplert de la banda plana de forats. Hem observat un patró de Fraunhofer amb un desplaçament de fase i una pronunciada histèriesi magnètica, característica de les unions de Josephson magnètiques. Per comprendre l'origen dels senyals, hem realitzat una anàlisi de Fourier de la distribució de corrent crítica, així com un càlcul d'enllaç fort d'una unió de Josephson en MATBG. Els nostres càlculs teòrics amb un estat polaritzat en una vall com a connexió feble poden explicar les principals característiques observades a l'experiment. Finalment, la combinació de la magnetització i el seu canvi de magnetització induït per corrent, ens ha permès realitzar un diode superconductor programable a zero camp magnètic.Finalment, hem demostrat la flexibilitat d'aquests dispositius en estudiar una unió p-n de MATBG sota il·luminació. Hem estudiat la dinàmica de relaxació d'electrons calents mitjançant mesures de fotovoltatge en temps i freqüència. Les mesures han revelat un refredament ultra ràpid en MATBG en comparació amb el grafè bicapa de tipus Bernal a baixes temperatures. Aquest ràpid refredament al MATBG es pot explicar per la presència del patró de moiré i la corresponent minizona de Brillouin.En resum, hem demostrat que integrant diversos estats de MATBG dins d'un sol dispositiu, podem obtenir una comprensió més profunda de les propietats del sistema i podem dissenyar estructures híbrides innovadores i complexes, com unions de Josephson magnètiques i diodes superconductors.
  
• HÖSCHELE, JONATAN: A strontium quantum-gas microscope
  
  Autor/a: HÖSCHELE, JONATAN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/03/2024
  Data de lectura: 29/04/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: ICFO, Mediterranean Technology Park, Avinguda Carl Friedrich Gauss, 3, 08860 Castelldefels, Barcelona
  Director/a de tesi: TARRUELL PELLEGRIN, LETICIA
  Tribunal:
       PRESIDENT: SCHRECK, FLORIAN EBERHARD
       SECRETARI: DE RIEDMATTEN, HUGUES
       VOCAL: WEITENBERG, CHRISTOF
  Resum de tesi: El desenvolupament dels microscopis de gasos quàntics ha revolucionat el camp de la simulació quàntica amb àtoms ultrafreds. Més concretament, la capacitat d'observar i manipular gasos quàntics degenerats en xarxes òptiques a nivell d'una sola partícula ha aportat noves maneres d'explorar i dissenyar sistemes quàntics de molts cossos. Fins ara, la majoria d'aquests sistemes s'han centrat en els àtoms alcalins. La combinació de la microscòpia de gasos quàntics amb les propietats dels àtoms alcalinoterris, com l'estronci, dona lloc a interessants línies de recerca. En aquesta tesi, informem sobre el disseny i construcció d'un microscopi de gasos quàntics d'estronci. Els resultats d'aquesta tesi es poden dividir en tres parts. A la primera part, ens centrem en l'acumulació d'àtoms a la cel·la científica i desenvolupem una estratègia per augmentar el nombre d'àtoms en trampes magneto-òptiques d'àtoms d'estronci que operen en la transició de 461 nm. Aquesta estratègia pobla ressonantment un estat reservori de curta vida, blindant parcialment el núvol atòmic de les pèrdues al cicle de refredament. Demostrem un augment en un factor 2 en el nombre d'àtoms per als isòtops bosònics Sr-88 i Sr-84, i l'isòtop fermiònic Sr-87, mostrant la captura eficient d'aquests isòtops al nostre experiment. La nostra tècnic es pot implementar fàcilment a la majoria dels experiments amb estronci, atès que la transició de blindatge s'utilitza habitualment per al refredament posterior. En el nostre cas, l'estratègia de blindatge facilita la generació de condensats de Bose-Einstein. La segona part de la tesi presenta la generació de gasos quàntics degenerats de fins a 200000 àtoms. Després de resumir els passos de refredament necessaris, estudiem la formació de condensats de Bose-Einstein durant el refredament evaporatiu al nostre experiment. L'anàlisi de l'evolució de la mida horitzontal i vertical dels nostres núvols quàntics en caiguda lliure condueix a la característica expansió asimètrica que comparem amb la teoria per als nostres paràmetres experimentals. També mostrem la generació de condensats de Bose-Einstein més petits de menys de 20000 àtoms amb l'ajuda d'un potencial de fulla de llum. Amb aquest confinament altament anisòtrop podem considerar els nostres condensats de Bose-Einstein bidimensionals per a números d'àtoms de l'ordre de 1000. A la tercera part demostrem l'obtenció d'imatges amb resolució d'un sol node d'un gas quàntic bosònic de Sr-84 en un potencial de xarxa òptica en règim de Hubbard. Confinem el gas quàntic mitjançant una xarxa òptica bidimensional i el potencial de fulla de llum abans esmentat, tots dos operant a la longitud d'ona màgica del rellotge d'estronci. Un objectiu d'imatge d'alta obertura numèrica permet obtenir imatges de fluorescència amb una resolució de resoltes en un sol àtom i un sol node mitjançant la dispersió de fotons a l'àmplia transició de 461 nm de l'estronci, alhora que es realitza un refredament eficaç de Sísif atractiu dels àtoms en una transició més estreta. Reconstruïm l'ocupació atòmica dels nodes de la xarxa a partir de les imatges de fluorescència, obtenint fidelitats d'imatge superiors al 94%. Finalment, realitzem un superfluid de Sr-84 al règim de Bose-Hubbard i observem el seu patró d'interferència característic després de l'expansió lliure al full de llum amb resolució d'un sol àtom. El nostre microscopi de gasos quàntics d'estronci proporciona una nova plataforma per estudiar models Hubbard dissipatius i efectes cooperatius en la interacció àtom-llum a nivell microscòpic. A més, la capacitat de capturar també l'isòtop fermiònic Sr-87 aplana el camí per generar gasos de Fermi degenerats amb simetria SU(N) i estudiar el magnetisme quàntic SU(N).
  

PATRIMONI ARQUITECTÒNIC, CIVIL, URBANÍSTIC I REHABILITACIÓ DE CONSTRUCCIONS EXISTENTS

• ZHANG, ZHIHUI: Linking architecture and emotions: sensory dynamics and methodological innovations
  
  Autor/a: ZHANG, ZHIHUI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: PATRIMONI ARQUITECTÒNIC, CIVIL, URBANÍSTIC I REHABILITACIÓ DE CONSTRUCCIONS EXISTENTS
  Departament: (RA)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 25/03/2024
  Data de lectura: 07/05/2024
  Hora de lectura: 11:30
  Lloc de lectura: Sala de Graus ETSAB. Planta Baixa (E.T.S. Arquitectura de Barcelona)
  Director/a de tesi: FORT MIR, JOSEP MARIA | GIMÉNEZ MATEU, LUIS
  Tribunal:
       PRESIDENT: FONSECA ESCUDERO, DAVID
       SECRETARI: NAVARRO DELGADO, ISIDRO
       VOCAL: VENTURA RODÀ, ORIOL
  Resum de tesi: Aquest estudi aprofundeix en la complexa relació entre el camp de l'arquitectura i les emocions humanes, amb l'objectiu de cobrir un buit significatiu en la investigació existent. Explora àmpliament l'impacte profund d'elements de disseny arquitectònic, com ara la il·luminació, els esquemes de colors i la integració de paisatges naturals, en les respostes emocionals. Aquesta recerca va més enllà dels enfocaments tradicionals en estètica i sostenibilitat, esforçant-se per innovar en mètodes per avaluar l'impacte emocional dels espais arquitectònics.En aquest estudi, s'adopta una ruta tecnològica que va des del laboratori fins a la realitat virtual i, finalment, a la intel·ligència artificial, combinant anàlisi teòric amb experiments pràctics i estudis de cas. La recerca principal inclou l'examen dels efectes de les variacions de la il·luminació i les dimensions espacials en les emocions de les persones, així com l'aplicació de la tecnologia de reconeixement facial d'emocions en entorns arquitectònics de realitat virtual, explorant les capacitats perceptives de la IA com a eina en el disseny arquitectònic. Aquests estudis busquen reduir la bretxa entre la recerca teòrica i l'aplicació pràctica, proporcionant noves perspectives i dades empíriques per al camp del disseny arquitectònic.L'estudi conclou amb una reflexió sobre les metodologies utilitzades i les seves implicacions més àmplies per a la pràctica del disseny arquitectònic. Ofereix estratègies específiques per a arquitectes i dissenyadors, destinades a crear espais que ressonin emocionalment i afegeixin un valor substancial a les experiències humanes. En prioritzar els factors emocionals en el procés de disseny, aquesta recerca busca millorar la qualitat general de vida i promoure el benestar en espais arquitectònics dissenyats amb cura.
  

POLÍMERS I BIOPOLÍMERS

• FERRERES CABANES, GUILLEM: Hybrid metal-organic nanoparticles for antimicrobial applications
  
  Autor/a: FERRERES CABANES, GUILLEM
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: POLÍMERS I BIOPOLÍMERS
  Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 03/04/2024
  Data de lectura: 21/06/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala de Conferències de l' ESEIAAT (Escola Superior d¿Enginyeries Industrial, Aeroespacial i Audiovisual de Terrassa), C/ Colom, 1-11, 08222 Terrassa.
  Director/a de tesi: TZANOV, TZANKO | TORRENT BURGUES, JUAN
  Tribunal:
       PRESIDENT: PASHKULEVA, IVA HRISTOVA
       SECRETARI: GARRIGA SOLE, PERE
       VOCAL: VASSILEVA, ELENA
  Resum de tesi: La resistència als antimicrobians (RAM) és una problema sanitari global que comporta un increment de la morbiditat i la mortalitat, una gran càrrega econòmica pels sistemes sanitaris i infeccions potencialment intractables. A causa de l'ús inadequat d'antibiòtics, s'ha accelerat l'adaptació natural i els bacteris han desenvolupat múltiples maneres de degradar, alterar o expulsar les molècules terapèutiques del seu citoplasma. A més d'aquests mecanismes de resistència, els bacteris poden adherir-se a superfícies i créixer formant biopel·lícules ¿ comunitats organitzades de cèl·lules encapsulades en una matriu polimèrica extra-cel·lular (MPE). La MPE manté els patògens junts, permet l'adhesió a superfícies i incrementa la tolerància a les respostes immunitàries de l'amfitrió i als antibiòtics comparat amb els bacteris lliures.Les nanopartícules (NPs) metàl·liques tenen el potencial per combatre els bacteris resistents gràcies a la seva forta activitat antimicrobiana i els seus mecanismes d'acció versàtils. No obstant això, la toxicitat inherent cap a les cèl·lules de mamífers i la gran variació que pot haver en les seves propietats físiques són desafiaments que impedeixen l'aplicació clínica d'aquests materials. En aquesta tesi, les NPs metàl·liques s'han combinat amb diferents biomolècules per a millorar la seva biocompatibilitat, augmentar l'eficàcia antimicrobiana i conferir-hi noves funcionalitats per a mitigar la RAM.La primera part de la tesi descriu la formació de NPs d'Ag utilitzant macromolècules amb bio-activitats per produir nano-estructures multifuncionals. Primer, l'enzim degradador de matrius (EDM) ¿-amilasa es va utilitzar per reduir Ag (I), produint NPs amb activitat antimicrobiana i capacitat per a degradar biopel·lícules de bacteris tant gram positius com gram negatius. Després, les NPs de quitosà-Ag es van decorar amb l'enzim acilasa I que pot interrompre la comunicació bacteriana o quorum sensing (QS). Aquesta combinació va ser capaç d¿eliminar Pseudomonas aeruginosa, evitar la formació del seu biofilms i inhibir el seu sistema QS basat en lactones d¿homoserina (AHLs). Finalment, l'àcid hialurònic (AH) es va funcionalitzar amb dihidrazida d¿àcid adípic (DHA) i es va utilitzar per formar NPs d'Ag. El polímer modificat (AH-DHA) es crucial en la interacció de les NPs amb les membranes bacterianes, avaluat mitjançant isotermes de Langmuir, i reduint la toxicitat de l'Ag cap a les cèl·lules humanes. A la segona part de la tesi, es van utilitzar AH-DHA i galat d'epigal·locatequina (EGCG) per produir complexes nano-estructurats amb Co(II). Per una banda, el Co (II) va formar un complex amb AH-DHA, que es va nano-transformar per mitja d¿ultrasons en nanogels (NGs) antimicrobians. Per altra banda, la incubació d'EGCG amb Co(II) va donar lloc a NPs de xarxes metall-fenòliques (XMF). Aquestes NPs que contenen cobalt van ser actives contra bacteris tant gram positius com gram negatius, i van ser capaces d'inhibir la formació de biopel·lícules gràcies a la capacitat del ECGC de pertorbar el QS. L'últim capítol de la tesi valida la incorporació de les NPs en dispositius mèdics per a conferir-los activitat antimicrobiana. Els NGs es van utilitzar per recobrir lents de contacte, evitant la colonització bacteriana i l'adsorció inespecífica de proteïnes sense afectar les propietats òptiques i el confort del material. Finalment, la inclusió de les NPs de XMF en hidrogels d'àcid hialurònic tiolat (AHT) va dotar aquests materials de propietats que milloren el tractament de ferides cròniques. Els hidrogels van ser capaços de controlar els principals factors de cronicitat de les ferides inhibint l'activitat perjudicials dels enzims de la ferida, neutralitzant espècies reactives d'oxigen, demostrant una activitat antimicrobiana eficient, i obtenint uns resultats similars a un producte comercial per a ferides en un model in vivo en
  
• MARTÍ BALLESTÉ, DÍDAC: Advanced molecular modelling techniques for immunosensor nanointerfaces
  
  Autor/a: MARTÍ BALLESTÉ, DÍDAC
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: POLÍMERS I BIOPOLÍMERS
  Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 13/03/2024
  Data de lectura: 03/06/2024
  Hora de lectura: 11:30
  Lloc de lectura: Sala Polivalent de l'Edifici I, Edifici I, planta baixa, Campus Diagonal-Besòs
  Director/a de tesi: TORRAS COSTA, JUAN | ALEMAN LLANSO, CARLOS ENRIQUE
  Tribunal:
       PRESIDENT: POATER TEIXIDOR, ALBERT
       SECRETARI: SASSELLI RAMOS, IVAN
       VOCAL: CREHUET SIMON, RAMON
  Resum de tesi: Els virus i les infeccions que aquests produeixen han afectat sempre les vides humanes al llarg de l'historia. La globalització ens ha permès tenir avenços en ciència i medicina per poder fer front a aquesta amenaça, però la realitat és que el nombre d'infeccions no disminueix al llarg dels anys. La mateixa globalització és un dels principals factors ja que gent es mou en àrees de població més denses fet que afavoreix la propagació dels virus. Un altre factor important són els virus mateixos que al llarg dels anys han demostrat una evolució constant que els ha permès adaptar-se a nous hostes. Tot això fa que els esforços duts a termes pels humans com vacunes, tractaments antivirals, sensors siguin eines crítiques per a la supervivència de l'ésser humà, i com els virus, han de continuar innovant-se. Aquesta tesis està enfocada en proveir de diferents coneixements a nivell molecular per a facilitar el disseny de sensors de resonancia plasmonica, emprats ja actualment en enfermetats com el càncer, per oferir aquesta millora en la detecció d'altres virus i enfermetats, en aquest cas els virus són el VIH i el SARS-Cov-2.Dit això aquesta tesis s'ha dividit en dues parts, la primera de les quals va enfocada a la caracterització relacionada al virus del VIH. Mitjançant la combinació de diferents tècniques de simulació molecular la dinàmica clàssica, la mecànica quàntica i els mètodes híbrids QM/MM-MD s'han dut a terme estudis que han permès caracteritzar el comportament de l'anticos escollit en el disseny del sensor, IgG1, així com les seves interaccions amb la superficie de silica que caracteritza el sensor i la orientació d'aquest un cop funcionalitzat. En aquesta part també s'ha estudiat la interacció de la immunoglobulina G amb la glicoproteïna que forma part de la espícula del virus VIH, per tal de poder descobrir quines son interaccions que fan que aquest anticòs sigui capaç d'adherir-se al virus i fer així que el sensor el detecti fàcilment.En la segona part, tècniques de simulació molecular paregudes a la primera s'han utilitzat en el context del virus que va canviar el mon totalment a l'any 2020, el SARS-CoV-2 conegut per l'enfermetat COVID19. Com aquest virus era novell al moment de realitzar la tesis, hi havia un desconeixement molt gran. Es van emprar les tècniques de modelatge molecular per estudiar el comportament de l¿espicula del virus davant la calor o com es comportava en medi aquós. A continuació, es van fer estudis pareguts al de la IgG1 amb el VIH, amb l'espicula del SARS-CoV-2 i diferents anticossos prometedors, per tal d'ajudar a l'elecció de quin anticòs funcionalitzarà el sensor. També es va aprofitar per veure com la mateixa espícula reaccionava amb l'enzim ACE2, la cèl·lula la qual era infectada pel virus. Finalment en aquest capitul, es van dissenyar anticossos sancers amb els millors candidats i estudiar el seu comportament amb la superficie de silica del sensor i la superfície d'or de les nanopartícules utilitzades en el detector.
  

SOSTENIBILITAT

• CAICEDO MAFLA, MARÍA ANGÉLICA: Design of bike networks adaptive to heterogeneous demands and the needs of social groups. Case study: Bike mobility networks for the cities of Quito and Guayaquil, Ecuador.
  
  Autor/a: CAICEDO MAFLA, MARÍA ANGÉLICA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: SOSTENIBILITAT
  Departament: Institut Universitari de Recerca en Ciència i Tecnologies de la Sostenibilitat (IS.UPC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 11/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: ESTRADA ROMEU, MIGUEL ANGEL | MAYORGA CÁRDENAS, MIGUEL YURY
  Tribunal:
       PRESIDENT: DE OÑA, ROCÍO
       SECRETARI: MARTÍNEZ DÍAZ, MARGARITA
       VOCAL: MOURA BERODIA, JOSE LUIS
  Resum de tesi: Reconèixer la bicicleta com a clau en el transport urbà destaca el seu potencial per millorar la mobilitat, la qualitat de vida i mitigar diversos reptes urbans. Aquesta tesi explora el seu potencial, emfatitzant la necessitat de crear infraestructuresciclistes, implicar la comunitat en la planificació de la mobilitat i promoure polítiques per aprofitar els seus beneficis. L'estudi utilitza un enfocament dual per investigar les complexitats d'integrar la bici en els sistemes de transport urbà. Aplicauna perspectiva sociològica per identificar i avaluar les barreres a l'ús de la bici i la seva relació amb les característiques urbanes. A partir de l'ús de models de pròbit ordenats, es destaquen factors com la inseguretat viària, vinculada a la manca d'infraestructures ciclistes adequades, i la topografia. Al mateix temps, una perspectiva d'enginyeria guia el disseny de xarxes ciclistes per satisfer la demanda variada, els tipus d'usuaris (diferenciats per la propietat de la bici i el tipus de vehicle), i les topografies, que reflecteixen les condicions del món real. La xarxa ciclista òptima resulta de minimitzar els costos generals del sistema (costos d'agència + costos d'usuari). Per als terrenys plans, s'utilitzen tècniques d'aproximació contínua per optimitzar l'eficiència i l'accessibilitat de la xarxa, considerant la demanda heterogènia i els diversos tipus d'usuaris. En canvi, per a les ciutats amb topografies variades, els enfocaments discrets incorporen elements topogràfics al model. El rendiment i l'estructura de la xarxa s'avaluen a partir de dos criteris de selecció de rutes en funció del tipus de vehicle: minimitzar l'energia per als usuaris de bicis mecàniques i minimitzar el temps per als usuaris de bicis elèctriques.Aquesta perspectiva d'enginyeria té com objectiu desenvolupar xarxes ciclistes que siguin pràctiques i responguin a lesdiverses necessitats dels habitants. Les metodologies es validen empíricament a través d'estudis de casos a Quito iGuayaquil, Equador, demostrant la seva eficàcia en el desenvolupament de xarxes ciclistes adaptatives a contextos urbansdiversos, millorant significativament la mobilitat ciclista en entorns variats.Els resultats de l'estudi indiquen que l'estructura de la xarxa, incloent l'espaiat entre carrils i les ubicacions de les estacions,està principalment influenciada per la concentració d'orígens i destinacions del viatge en lloc de la topografia. Tanmateix, latopografia sí afecta la selecció de rutes, que al seu torn influeix en la distribució del flux i la utilització de la infraestructura. Amés, la variació en la distribució de viatges entre diferents tipus d'usuari té un impacte mínim en la configuració de la xarxa,però afecta significativament el nombre d'estacions i la mida de la flota. La necessitat d'un estoc de seguretat a cada estaci ócomporta una flota de grans dimensions, augmentant els costos d'agència. Tot i ser un mitjà de transport individual, l'estudidestaca que els sistemes de bicis compartides es beneficien d'economies d'escala. A mesura que la demanda creix i esconcentra més, el cost per usuari disminueix, donant lloc a xarxes més denses i eficients. Les e-bikes sorgeixen com unasolució viable per superar les barreres topogràfiques, oferint un avantatge significatiu en zones amb forts desnivells. Perexemple, quan els usuaris de bicis tradicionals necessiten caminar, augmentant així els temps total de viatge, els usuarisde e-bikes experimenten temps de viatge i esforç físic reduïts.Es proposen futures direccions de recerca i recomanacions de polítiques públiques, destacant la importància d'unenfocament holístic i adaptatiu per a la planificació de la mobilitat en bici. Això inclou la integració de diverses variablesrelacionades amb el temps (per exemple, la pluja o la velocitat del vent), l'exploració d'altres vehicles de mobilitat personal(VMP) i l'ús de conjunts de dades sòl
  

TECNOLOGIA DE L'ARQUITECTURA, DE L'EDIFICACIÓ I DE L'URBANISME

• BENINCA, LETIANE: Multi-objective optimization for social multifamily housing: Minimizing heating and cooling demand
  
  Autor/a: BENINCA, LETIANE
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TECNOLOGIA DE L'ARQUITECTURA, DE L'EDIFICACIÓ I DE L'URBANISME
  Departament: Departament de Tecnologia de l'Arquitectura (TA)
  Modalitat: Conveni Cotutela
  Data de dipòsit: 11/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CRESPO SÁNCHEZ, EVA | PASSUELLO, ANA CAROLINA
  Tribunal:
       PRESIDENT: DE MOURA FERREIRA DANILEVICZ, ANGELA
       SECRETARI: KAMPOUROPOULOS, KONSTANTINOS
       VOCAL: CÓSTOLA, DANIEL
  Resum de tesi: El camp de l'arquitectura i l'enginyeria està experimentant actualment canvis significatius a causa dels avenços tecnològics i del paper creixent de la Intel·ligència Artificial. Aquest canvi es deu en gran mesura a la creixent urgència de promoure edificis més eficients, sobretot tenint en compte el seu impacte substancial en les emissions globals de gasos d'efecte hivernacle i l'ús d'energia. En conseqüència, s'està tornant important centrar-se en les opcions pràctiques de disseny i utilitzar estratègies efectives per millorar l'eficiència energètica i el rendiment global de l'edifici. Aquesta tesi presenta un enfocament integral per optimitzar la forma, l'orientació solar i la configuració de l'envoltant d'edificis residencials socials en un clima subtropical humit (classificació de Koppen: Cfa) a la regió sud del Brasil. L'objectiu principal és minimitzar simultàniament les demandes de calefacció i refrigeració, i presentar un disseny de rendiment òptim i rangs de paràmetres per millorar l'eficiència energètica en edificis plurifamiliars. Per aconseguir-ho, l'estudi utilitza tècniques d'optimització multi-objectiu amb el suport d'un algorisme genètic de classificació no dominat (NSGA-II). Les simulacions es realitzen mitjançant l'EnergyPlus mentre que el procés d'optimització s'implementa mitjançant la programació Python. Aquest ampli esforç computacional implica un total de 480.000 simulacions. Els resultats del procés d'optimització demostren que seleccionant acuradament l'orientació solar òptima, es poden aconseguir reduccions significatives de la demanda d'energia. Per exemple, l'optimització de l'orientació solar sola pot comportar reduccions de la demanda d'energia de fins a un 5% per als edificis lineals i un 11% per als edificis H, quan estan vinculats a l'entorn. A més, quan s'aborda correctament l'embolcall, la demanda d'energia entre formes aconsegueix gairebé el mateix valor. A més, l'optimització de la configuració de l'envoltant de l'edifici millora encara més l'eficiència energètica, donant lloc a reduccions notables de la demanda total d'energia. En particular, els edificis lineals poden aconseguir una reducció de fins a un 60% de la demanda energètica, mentre que els edificis H aconsegueixen una reducció de fins a un 63%. Aquestes troballes posen de manifest els beneficis potencials de tenir en compte l'orientació solar, les ombres circumdants i el disseny de l'embolcall simultàniament durant les primeres etapes de disseny d'un projecte. El marc d'optimització en tres fases proposat avalua diferents alternatives de paràmetres i presenta pautes pràctiques per prendre decisions informades sobre les configuracions més eficients energèticament.
  

TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS

• MAJORAL RAMONEDA, MARC: A Flexible System-on-Chip FPGA Architecture for Prototyping Experimental GNSS Receivers
  
  Autor/a: MAJORAL RAMONEDA, MARC
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
  Departament: Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions (TSC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 03/04/2024
  Data de lectura: 10/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Edifici C4-Aula 021B (Escola d'Enginyeria de Telecomunicació de Castelldefels)
  Director/a de tesi: FERNANDEZ PRADES, CARLOS | ARRIBAS LÁZARO, JAVIER
  Tribunal:
       PRESIDENT: CAPARRA, GIANLUCA
       SECRETARI: BARTZOUDIS, NIKOLAOS
       VOCAL: FONT BACH, JOSEP ORIOL
  Resum de tesi: La ràpida evolució en la tecnologia de navegació per satèl·lit (GNSS) requereix eines de prototipatge avançades per a l'exploració de nous senyals i el desenvolupament de sistemes innovadors. El prototipatge és essencial en el procés de disseny i desenvolupament, ja que permet als investigadors provar i perfeccionar les seves idees abans de dur a terme una implementació a gran escala. El prototipatge utilitzant receptors GNSS comercials planteja diversos reptes. En l'actualitat, aquests receptors es basen majoritàriament en circuits integrats d'aplicació específica (ASICs), els quals es caracteritzen per un consum energètic reduït, dimensions compactes i un cost baix, però ofereixen una flexibilitat limitada. Tot i que alguns dispositius comercials incorporen tècniques de ràdio definida per programari (SDR), aquests freqüentment contenen codi propietari que en restringeix la reconfiguració mitjançant una interfície de programació d'aplicacions (API) establerta pel fabricant.Els receptors GNSS basats en programari lliure i codi obert han esdevingut recursos molt valuosos en el camp de la recerca i desenvolupament, especialment en el camp de la navegació per satèl·lit. Aquests receptors són molt valorats per la seva adaptabilitat i flexibilitat, permetent als investigadors adaptar el programari a necessitats experimentals específiques o desenvolupar nous algoritmes de processament de senyal. Tanmateix, els receptors definits per programari solen ser menys eficients energèticament en comparació amb els receptors basats en maquinari, ja que operen en processadors de propòsit general, que no estan optimitzats per a un baix consum energètic.Aquesta tesi se centra en el disseny i desenvolupament d'una arquitectura de baix cost per al prototipatge de receptors GNSS experimentals, basada en sistemes en un xip amb matrius de portes lògiques programables in situ (SoC FPGA). Aquesta arquitectura supera les limitacions dels receptors GNSS comercials en termes d'adaptabilitat, flexibilitat i capacitat de reprogramació, i ofereix una eficiència energètica millorada en comparació amb els receptors basats en programari que depenen de processadors de propòsit general. L'estratègia consisteix a combinar la versatilitat de la ràdio definida per programari amb el paral·lelisme intensiu i el consum energètic optimitzat dels dispositius lògics programables, proporcionant el millor de tots dos mons. Aquesta fusió permet el desenvolupament de receptors GNSS compactes, portàtils, facilitant així el prototipatge de dispositius encastats adequats per a proves de camp. A més, el nucli de processament GNSS es basa en una implementació de programari lliure i obert, que proporciona un accés detallat a la cadena de processament de senyal i permet una exploració i modificació sense restriccions dels algoritmes utilitzats.Aquesta tesi també presenta una metodologia de disseny per al desenvolupament de nous prototips i nous algoritmes de processament de senyal GNSS basats en l'arquitectura SoC FPGA que es proposa. Aquesta metodologia posa especial èmfasi en la reutilització de codi, aspecte clau per a reduir els costos i temps de desenvolupament.Les aplicacions pràctiques d'aquesta arquitectura s'han demostrat a través de tres prototips: un receptor GNSS per a òrbita baixa terrestre (LEO), un retransmissor de senyals GNSS, i un receptor GNSS d'alta sensibilitat.L'enfocament innovador presentat en aquesta tesi facilita al desenvolupament de prototips experimentals de receptors i generadors de senyals GNSS flexibles i portàtils, aptes tant per a experiments de laboratori com per a proves de camp.